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双相不锈钢管道全位置焊接残余应力三维有限元数值模拟

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焊接学报 2004年第2期25卷 52-56页

作者：金晓军霍立兴张玉凤白秉仁李晓崴曹军天津大学天津300072 中国海洋石油工程有限公司天津300452

以热弹塑理论为基础,利用ANSYS非线性分析有限元程序,对双相不锈钢管道接头环焊缝残余应力进行三维数值模拟。建立了管道全位置焊接瞬态温度场和应力场三维移动热源模型,获得了环焊缝焊接接头轴向和环向残余应力的分布规律:在管道接头... 详细信息

以热弹塑理论为基础,利用ANSYS非线性分析有限元程序,对双相不锈钢管道接头环焊缝残余应力进行三维数值模拟。建立了管道全位置焊接瞬态温度场和应力场三维移动热源模型,获得了环焊缝焊接接头轴向和环向残余应力的分布规律:在管道接头内表面的焊缝及近缝区的轴向和环向残余应力均为拉应力,随着离开焊缝距离的增加,由拉应力逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力,而环向残余应力为拉应力。从环向位置上的应力变化规律可以看出正半周和负半周的应力分布具有明显的对称性。研究结果为优化生产工艺,控制残余应力提供了理论依据。

关键词：双相不锈钢残余应力有限元数值模拟管道焊接

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关于J积分测定方法的比较及相关问题的讨论

焊接学报 2006年第10期27卷 23-25,32页

作者：邓彩艳张玉凤霍立兴天津大学材料科学与工程学院天津300072

采用多试样方法,应用国内外不同标准测试了X56管线钢焊接接头的低温(-5℃)J-R曲线并对结果进行了分析比较。采用两个夹式引伸计在-5℃下分别得到焊缝和热影响区(HAZ)的双P-V曲线来计算施力点位移,从而得到J积分值。然后对数据点分别根... 详细信息

采用多试样方法,应用国内外不同标准测试了X56管线钢焊接接头的低温(-5℃)J-R曲线并对结果进行了分析比较。采用两个夹式引伸计在-5℃下分别得到焊缝和热影响区(HAZ)的双P-V曲线来计算施力点位移,从而得到J积分值。然后对数据点分别根据国家标准GB2038—91和英国标准BS7448进行处理。结果表明,BS7448标准在钝化线、各界限确定等方面存在着很大的优越性,能够拟合得到J-R曲线,计算出J0.2,确定了材料的断裂韧度。而根据国家标准GB2038—91没有合格数据点,从而不能进行断裂韧度的计算。

关键词： J积分阻力曲线钝化线

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X56钢焊接接头J-R曲线的研究

焊接学报 2005年第3期26卷 41-44页

作者：邓彩艳张玉凤霍立兴天津大学材料科学与工程学院天津300072

根据BS7448断裂韧度试验标准,采用多试样方法,测试了X56管线钢焊接接头的低温(-5℃)J-R曲线。取尺寸为B(板厚)×2B、缺口方向为板厚方向、带预制疲劳裂纹的标准试样进行三点弯试验。采用两个夹式引伸计在-5℃下分别得到焊缝和热影响区(H... 详细信息

根据BS7448断裂韧度试验标准,采用多试样方法,测试了X56管线钢焊接接头的低温(-5℃)J-R曲线。取尺寸为B(板厚)×2B、缺口方向为板厚方向、带预制疲劳裂纹的标准试样进行三点弯试验。采用两个夹式引伸计在-5℃下分别得到焊缝和热影响区(HAZ)的双P-V曲线来计算施力点位移,从而得到J积分值。然后对数据点进行拟合得到J-R曲线,计算出J0.2,确定了材料的断裂韧度。通过对HAZ试样剖面分析表明,所有试样的裂纹尖端全部落在HAZ,从而验证了试验结果的可靠性。试验将BS7448标准应用于焊接接头J-R曲线的测定,试验结果为ECA评估提供了重要依据。

关键词： X56管线钢焊接接头 J积分阻力曲线

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焊接结构的断裂行为及评定

作者：霍立兴

来源：南通市图书馆图书评论

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变幅载荷下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为

机械工程学报 2003年第9期39卷 87-92页

作者：王东坡霍立兴张玉凤王文先天津大学材料科学与工程学院天津300072

为研究变幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为,采用非承载纵向角接接头进行了Q235B及16Mn钢原始焊态与超声冲击处理态的对比疲劳试验。试验结果表明:①在变幅载荷作用下,Q235B超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高6... 详细信息

为研究变幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为,采用非承载纵向角接接头进行了Q235B及16Mn钢原始焊态与超声冲击处理态的对比疲劳试验。试验结果表明:①在变幅载荷作用下,Q235B超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高69％左右,疲劳寿命延长5.7～19.0倍。②在变幅载荷作用下,16Mn超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高80％左右,疲劳寿命延长2.5～17.0倍。③在变幅载荷作用下,超声冲击处理焊接接头与原始焊态试件的疲劳性能均有所下降:Q235B超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的70％:16Mn超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的75％。④超声冲击处理焊接接头在承受强烈的变幅载荷时依然具有很高的疲劳强度。

关键词：焊接接头变幅载荷超声冲击疲劳性能疲劳试验

聚乙烯压力管道裂纹快速扩展性及止裂性研究进展

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焊接学报 2002年第4期23卷 87-90页

作者：刘厚俊张玉凤霍立兴天津大学材料科学与工程学院天津300072

许多工程问题是由于流 (气 )体压力导致了结构开裂 ,裂纹会迅速扩展或者止裂 ,这被认为是断裂动力学最前沿的研究领域。在这篇文章中介绍了聚乙烯 (PE)管材抗快速裂纹扩展评价方法的研究进展 ,简述了正在完善的标准方法的试验原理和试... 详细信息

许多工程问题是由于流 (气 )体压力导致了结构开裂 ,裂纹会迅速扩展或者止裂 ,这被认为是断裂动力学最前沿的研究领域。在这篇文章中介绍了聚乙烯 (PE)管材抗快速裂纹扩展评价方法的研究进展 ,简述了正在完善的标准方法的试验原理和试验装置 ,对我国在此领域的研究工作提出了建议。陈述了一些与快速扩展及其止裂相关的动态断裂问题 ,并将有限元编码方面的一些发展用来模拟断裂管道行为。

关键词：聚乙烯压力管道研究进展快速裂纹扩展塑料管道临界压强止裂

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接头中焊缝断裂韧性的概率方法评定

焊接学报 1990年第4期11卷 212-218页

作者：张玉凤霍立兴肖鸿彦天津大学

在本研究中依据裂纹张开位移(COD)断裂韧性δ_(cr)和δ_(is),的试验结果,对用LB52NS 焊条施焊的A131钢焊接接头在脆—韧转变温度区间断裂韧性统计性质进行了统计分析研究。并对δ_(cr),值进行了蒙特卡罗法(Monte-Carlo)的模拟处理。结... 详细信息

在本研究中依据裂纹张开位移(COD)断裂韧性δ_(cr)和δ_(is),的试验结果,对用LB52NS 焊条施焊的A131钢焊接接头在脆—韧转变温度区间断裂韧性统计性质进行了统计分析研究。并对δ_(cr),值进行了蒙特卡罗法(Monte-Carlo)的模拟处理。结果表明:COD 值δ_(ir),及δ_(cr),的概率密度函数均可由三参数威布尔分布表征。最后依据E(δ_(cr))和D(δ_(cr))的概念,讨论了试验温度及试件尺寸对断裂韧性COD 分布的影响,并给出了有关的数据。

关键词：焊缝概率裂纹

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相变应力及其改善焊接接头的疲劳强度

机械工程学报 2002年第10期38卷 65-68页

作者：王文先霍立兴张玉凤王东坡天津大学材料学院天津300072

基于钢铁材料相变体积膨胀的原理,自行研制成功专用低相变点焊条,在自然冷却条件下焊缝金属依靠相变应力可以获得残余压缩应力。利用所研制的低相变点焊条和普通E5015焊条分别对几种典型的接头进行焊接,疲劳试验证明:在2×106循环次数下... 详细信息

基于钢铁材料相变体积膨胀的原理,自行研制成功专用低相变点焊条,在自然冷却条件下焊缝金属依靠相变应力可以获得残余压缩应力。利用所研制的低相变点焊条和普通E5015焊条分别对几种典型的接头进行焊接,疲劳试验证明:在2×106循环次数下,前者的焊接接头疲劳强度比后者提高11％～58％。同时还证明焊接接头的应力集中和拘束度越大,疲劳强度的改善效果越加明显。本方法为改善焊接接头的疲劳强度提供了一条新的途径。

关键词：相变应力焊接接头疲劳强度残余压缩应力

局部法在十字接头工作角焊缝疲劳强度评定中的应用

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机械强度 2001年第3期23卷 353-355页

作者：陈俊梅霍立兴张玉凤王东坡天津大学材料科学与工程学院天津300072

介绍了一种新的疲劳强度评定方法 ,即局部法。该方法用单一疲劳标准可预测结构在载荷作用下的疲劳行为 ,而不受结构几何形状复杂、所受外载复杂的拘束。对国内常用Q2 35B钢的十字接头工作角焊缝进行了单轴拉伸疲劳试验 ,并用有限元方法... 详细信息

介绍了一种新的疲劳强度评定方法 ,即局部法。该方法用单一疲劳标准可预测结构在载荷作用下的疲劳行为 ,而不受结构几何形状复杂、所受外载复杂的拘束。对国内常用Q2 35B钢的十字接头工作角焊缝进行了单轴拉伸疲劳试验 ,并用有限元方法对焊接残余应力和外载引起的局部应力进行了计算 ,分析结果表明该准则完全适合于Q2 35B钢。

关键词：局部法十字接头残余应力疲劳评定焊缝焊接接头