(Benson、Downes 和 Dow 2011;J. Paik 等人 2005;J. Paik 2009;J. Paik 等人 2007;Rigo 等人 2003),拉伸设计方法一直被忽视。无法有效预测拉伸连接的强度和延展性,对使用现代极限状态设计开发轻质铝结构具有严重影响。Smith 方法等渐进式破坏方法需要预测结构元件的载荷-缩短和载荷-延伸曲线,但我们缺乏任何切实可行的方法来预测焊接铝结构的载荷-延伸曲线。直接应用有限元法已被证明是一种困难的方法,需要比板厚度小得多的网格离散化(Wang 等人 2007;Dørum 等人 2010)。此外,如果要在模型中使用壳单元,则需要自定义单元丰富。除了学术研究团体或专业咨询机构外,此类技术尚未实用。迄今为止开发的技术仅在土木工程结构常见的细节类型上得到验证。因此,海洋结构工程师目前缺乏实用工具和实验数据来设计完全考虑焊缝不匹配影响的结构。
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塑性范围内带开口板的行为。.................1.理论弹性应力分布。.2.带开口的板中的塑性应力分布。..............3.带开口的板中的塑性能值分布。...............4.试验温度对塑性应力和能量分布的影响 .5.断裂起始条件。6.开孔形状对开孔板性能的影响 7.配筋率对开孔板性能的影响.............8.钢筋几何形状对开孔板性能的影响 ...........9.开孔板的整体延展性 ...............10.带开口板的效率 ..11.带开口板的断裂模式 .
已经研究了在太空环境中使用地球边界焊接技术的可行性。关于太空焊接的文献调查揭示了不同国家所做的工作的许多方面。调查表明需要更详细地关注,因为自 1984 年 7 月(Salyut-7)以来,没有在太空进行过焊接实验。解决不同焊接工艺的特殊性(例如环境限制)有助于评估和分析所选工艺。为了研究焊接工艺的使用,还应该分析测试焊接产生的方法。因此,对可能在太空环境中使用的无损检测 (NDT) 技术进行了评估。对各种 NDT 技术的比较显示了以前未考虑过的参数,例如要焊接的材料和要使用的焊接工艺类型。最有可能在太空环境中使用的候选技术是超声波、射线照相和涡流技术。尽管数学建模不是论文的主要部分,但为了研究重力对焊接池中缺陷形成(尤其是隆起)的影响,我们采用了现有模型。地球环境以及航天器内部模拟的太空环境产生了不同的结果。
实体单元 ................................................................................................................................................ 46 9.2 边界条件 .............................................................................................................................................. 48 9.3 网格收敛 .............................................................................................................................................. 50 9.4 后处理 ................................................................................................................................................ 50 9.5 结果标称应力方法 ............................................................................................................................. 51
1.图 2-1:板-加强筋和 HAZ 的材料曲线 (Rigo et al.2003) ..........................8 2.图 3-1:6061 和 5083 材料中的应力-应变曲线比较.............................................13 3.图 6-1:AL5083 和 AL 6082 的应力-应变关系.............................................49 4.图 6-2:板和加强筋的热影响区 (HAZ) (Paik 2005) .............................50 5.图 6-3:加强板的有限元模型.........................................................................51 6.图 6-4:带HAZ ................................................................................51 7.图 6-5:带 HAZ 的挤压板有限元模型 ..............................................................52 8.图 6-6:应用于有限元模型的边界条件 ................................................................52 9.图 7-1:极限强度比较(FEA 结果) .............................................................................55 10.图 7-2:极限强度比较:综合性能与降低的母材性能 .............................................................................................................61 11.图 7-3:模型 11 的极限强度比较:综合性能与增加的 HAZ 性能(25% 更高的屈服强度) .............................................................................................61 12.图 7-4:强度降低与失效应力除以 HAZ 屈服强度..................62 13.图 7-5:平均失效应力下强度降低与 HAZ/基准切线模量比率.........................................................................................................................62 14.图 7-6:拉伸载荷工况屈服点比较.........................................................................................64 15.图 7-7:屈服点侧压力图.........................................................................................................68 16.图 7-8:侧压力相对于屈服点的百分比差异。组合情况 ...........................68 17.图 7-9:假设的软化区 (Paik 2005) ......................................................................................69 18.图 7-10:带软化区的板-加强筋组合横截面 (Paik 2005) .............................................................................................................................................69 19.图7-11:极限强度比较......................................................................................73
疲劳是指材料在受到循环载荷时其性能发生改变;这会导致裂纹形成并导致断裂。另一方面,焊接是一种用于焊接相似和/或不同金属材料以制造机器部件和结构的工艺,这些部件和结构通常会受到疲劳的影响。本期《金属》特刊致力于发表有关材料和焊接接头疲劳的原创作品。欢迎对低周、高周和超高周疲劳方法进行评估,包括有焊接和无焊接的材料。欢迎基于实验和数值方法的论文。
15.补充说明由船舶结构委员会赞助。由其成员机构共同资助。16.摘要 本研究的目的是为通过搅拌摩擦焊制造的 5000 系列和 6000 系列铝加筋板结构开发机械屈曲破坏试验数据库,并在焊接引起的初始缺陷和极限抗压强度性能方面将这些结构与通过熔焊制造的类似铝板进行比较。讨论了与熔焊和搅拌摩擦焊程序相关的趋势或好处。以下是这些讨论的摘要。• 发现搅拌摩擦对接焊接铝合金的屈服强度和极限拉伸强度与熔焊铝合金相当甚至更好。• 搅拌摩擦焊接引起的初始缺陷往往比熔焊引起的缺陷小。因此,搅拌摩擦焊接工艺在这方面的优势显而易见。• 搅拌摩擦焊接铝结构的极限强度性能比熔焊铝结构高 10-20%。这意味着,只要防止分层,搅拌摩擦焊接工艺在极限抗压强度性能方面肯定优于熔焊工艺。• 然而,所有搅拌摩擦焊接测试结构在达到极限强度之后甚至之前都在焊接区域出现分层。这表明,熔焊工艺在焊接区域的抗压强度性能方面优于搅拌摩擦焊接工艺。• 再次确认非线性有限元方法计算很大程度上取决于所应用的结构建模技术。