隨焊超聲沖擊消除焊接殘余應(yīng)力的有限元分析.pdf

1、殘余應(yīng)力以及變形對工件的使用性能和壽命有很大的影響，如何消除焊接殘余應(yīng)力以及變形一直是焊接領(lǐng)域中研究的熱點。超聲沖擊技術(shù)消除焊接殘余應(yīng)力及變形在近年來得到了廣泛的應(yīng)用，本文在原有超聲沖擊的基礎(chǔ)上結(jié)合隨焊錘擊消除應(yīng)力的原理提出了正面隨焊超聲沖擊的方法，并通過施加力載荷的方式實現(xiàn)了該方法的數(shù)值模擬，研究結(jié)果對于揭示正面隨焊超聲沖擊的機(jī)理，促進(jìn)其應(yīng)用具有重要的意義。
　　本文提出了以力載荷作為加載載荷的超聲沖擊數(shù)值計算方法，編寫了與熱源

2、隨動的力載荷函數(shù)，力載荷的大小、移動速度及與熱源的距離等因素均可進(jìn)行調(diào)整。這種載荷可以很方便地改變加載的頻率，更貼合隨焊超聲沖擊的本質(zhì)。實驗結(jié)果表明這種方法是有效可行的。
　　對無應(yīng)力板進(jìn)行了超聲沖擊模擬計算，得到了沖擊過程中應(yīng)力及變形的變化規(guī)律及沖擊完成后應(yīng)力與變形的分布。沖擊過程中，沖擊區(qū)域的應(yīng)力不斷降低，宏觀變形程度不斷增加，當(dāng)力載荷遠(yuǎn)離后，應(yīng)力及變形均發(fā)生了一定程度的回復(fù)。整個沖擊過程完成后，在工件表面，沿力載荷移動軌跡產(chǎn)

3、生了塑性變形，形成了一定的凹陷。
　　探究了沖擊溫度、沖擊位置及沖擊頻率對殘余應(yīng)力消除效果的影響，計算結(jié)果表明，隨焊超聲沖擊的應(yīng)力消除效果并不是隨溫度單調(diào)變化的，在可進(jìn)行沖擊的溫度范圍內(nèi)，存在某一溫度能使得沖擊效果到達(dá)最佳;當(dāng)超聲沖擊位置改變時，最大壓應(yīng)力總是出現(xiàn)在沖擊區(qū)域，在其余工藝條件相同的情況下，超聲沖擊位置處于焊趾時的應(yīng)力消除效果比焊縫進(jìn)行沖擊時整體的應(yīng)力狀態(tài)更好;沖擊頻率對應(yīng)力消除效果也有較大的影響。在實際的生產(chǎn)中若能有