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钢管径向摩擦搭接焊加载力数值模拟

发布日期: 2020-06-30

来源: www.qdf0605.com

  • 资料大小: 1.14MB
  • 资料类别: 金属冶金
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  • 文档格式: pdf
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  • 更新时间: 2020-06-30
  • 发布者: 清道夫环保网

基本简介

钢管径向摩擦搭接焊加载力数值模拟

采用了Johnson-cook幂硬化弹塑性材料本构关系建立的三维有限元热力耦合模型较好的模拟了钢管径向摩擦焊接过程模拟的接头形貌与实际吻合良好在不考虑径向环与夹具之间的传热径向环则在以夹具体为中心形成了椭圆状温度梯度分布最高温度达1260℃;径向环以夹具体空隙为中心形成了条带状温度梯度分布,最高温度达1050℃。计算得到的1级摩擦位移为0.5mm,摩擦压强为104.6MPa;2级摩擦位移为4.3mm,摩擦压强为151MPa;顶锻位移为1mm,顶锻压强为193MPa与实际结果吻合较好

钢管径向摩擦搭接焊加载力数值模拟 

中国关于径向摩擦焊的研究基本处于工艺探索阶段,而对于径向摩擦焊的数值模拟相对较少。2002年,邓爱明等人们建立二维平面轴对称弹塑性模型对黄铜与合金钢径向摩擦焊进行数值模拟其热源采用摩擦界面输当量热流得到温度场结果与试验吻合良好,但这种假设与实际情况差别较大胡建等人、王高见等人分别对不同径向摩擦焊夹具及过渡套进行数值模拟,得到比较优化的径向摩擦焊夹持模型并且建立了径向环热输数学模型,为后续径向摩擦焊的数值模拟工作提供了较好的参考借鉴

文中采用ABAQUS有限元软件,以45钢为径向环材料与钢管径向摩擦搭接焊过程中热-力耦合过程进行三维模拟,获得了径向摩擦焊接界面温度场以及加载力的曲线,并将结果与试验结果进行比较

试验在哈尔滨焊接研究所生产的HSMZ-80混合型连续驱动摩擦焊机改装的径向摩擦焊机上进行的试验管材为37CrMnMo钢管,壁厚8mm尺寸为φ73mm×330mm。径向环材料为45尺寸为φ95mm×30mm,壁厚10.5mm。旋转频率为700r/min,焊接时间为6.2s。焊接工艺结果表明钢管变形较小,径向环变形较大,使用该工艺参数焊接质量良好

 

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