35CrMnSi低合金高强钢电子束焊接残余应力实测与模拟

论文题目: 35CrMnSi低合金高强钢电子束焊接残余应力实测与模拟

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 李林贺

导师: 陈芙蓉

关键词: 电子束焊接,低合金高强钢,显微组织,残余应力,有限元分析

文献来源: 内蒙古工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文针对航空工业常用的35CrMnSi低合金高强钢,系统地对两种厚度(2mm和10mm)该钢电子束焊接接头的显微组织、力学性能进行了探索性试验研究,并分别采用通孔法和盲孔法对上述两种厚度的该钢焊接接头进行残余应力实测,同时利用ANSYS非线性有限元程序,首次较全面地对两种厚度的35CrMnSi钢平板电子束焊接接头的残余应力场进行了三维有限元数值模拟,并对实测结果与模拟结果进行了比较分析。本文旨在探讨电子束焊接接头残余应力的分布特征和形成机理,其成果具有重要的理论价值和实际意义。论文主要工作有以下几个方面:1.对两种厚度的35CrMnSi钢平板电子束焊接接头的显微组织进行了试验研究,结果表明:经电子束焊接后,两板焊缝组织均为粗大针状马氏体和少量残余奥氏体,热影响区组织由板条马氏体、贝氏体和少量残余奥氏体组成,母材组织为铁素体加珠光体组织。2.两种厚度钢板电子束焊接接头各区域硬度值基本一致,且焊缝硬度高于热影响区,热影响区硬度高于母材。两种厚度35CrMnSi钢电子束焊接接头拉伸试验的结果表明:该钢焊接接头塑性与母材相比较低,该钢焊接接头强度比较得出,2mm接头强度低于母材,10mm接头强度高于母材,这与其接头各区域的显微组织密切相关;通过冲击试验发现,35CrMnSi钢焊缝冲击韧度低于母材。3.分别采用通孔法和盲孔法测试了电子束焊接2mm和10mm两种厚度的35CrMnSi钢平板焊接接头的残余应力,分析结果表明:在焊缝中心处,残余拉应力的峰值低于材料的屈服强度,且焊缝中心处纵向残余应力的峰值远大于其横向应力的峰值。4.以热—弹塑性理论为基础,利用ANSYS有限元程序,建立了35CrMnSi钢板电子束焊接温度场和应力场的三维有限元模型;模拟了35CrMnSi钢电子束焊接的焊接温度场以及应力场的变化和残余应力的分布。计算结果表明:用所建模型计算得到的结果与实测结果基本一致。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 课题研究目的及意义

1.2 与本文研究有关的文献综述

1.3 本文研究主要内容

第二章 35CRMNSI 钢平板电子束焊接接头显微组织和力学性能的研究

2.1 前言

2.2 试验材料和试验方法

2.3 35CRMNSI钢平板电子束焊接接头组织观察和力学性能测试

2.4 小结

第三章 35CRMNSI 钢平板电子束焊接残余应力小孔法实测

3.1 前言

3.2 试验材料、焊接工艺

3.3 小孔法测量35CRMNSI低合金高强钢平板电子束焊接残余应力

3.4 小结

第四章 35CRMNSI 钢平板电子束焊接残余应力三维有限元数值模拟

4.1 前言

4.2 有限元计算的基本理论和步骤

4.3 35CRMNSI钢电子束焊接残余应力有限元分析过程

4.4 35CRMNSI钢电子束焊接温度场结果分析

4.5 35CRMNSI钢电子束焊接残余应力场结果分析

4.6 小结

第五章全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间完成的主要成果

致谢

发布时间: 2007-03-07

参考文献

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35CrMnSi低合金高强钢电子束焊接残余应力实测与模拟

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