盲孔法中释放系数的数值计算方法(4)

036机 械 强 度2008年

有效性,用盲孔法对图7所示的304不锈钢表面自熔焊试件焊缝表面附近沿焊缝方向的焊接残余应力Rx的分布情况进行测量,焊缝宽8mm,深2mm~3mm,采用两根试件,共布置7个测点。分别用实验测定的释放系数和上述数值计算的释放系数计算出的焊接残余应力如表3所示,由表3可见,用数值计算的释放系数计算出的残余应力与用实验测定的释放系数计算出的残余应力很接近,最大误差0.72%。

表3 残余应力Rx随坐标y的变化情况Tab.3 VaryingofresidualstressRxwithcoordinatey

RxPMPa

xPmm

yPmm

误差

实验测定A、BExperimentalA,B

2222-44-220-44-22

-11-8-5-3016

152382412479442434319

数值计算A、BNumericalA,B

153383413480443435321

Error(%)0.580.330.360.160.200.130.72

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6 结论

本文通过增大盲孔周围区域材料的弹性模量E来考虑因钻孔引起的加工硬化,应用有限元软件

ANSYS对304不锈钢的释放系数A、B的测定实验进行三维有限元数值模拟,并与实验测定结果进行比较,得出以下结论:

1)在释放系数的有限元数值计算中,必须考虑钻孔引起的加工硬化。对304不锈钢进行释放系数的有限元数值计算时,与实验测定值相比,当不考虑盲孔周围的加工硬化时,释放系数A、B的有限元计算值的误差分别高达13.4%和12.8%;当取盲孔附近的加工硬化层厚为0.2mm、弹性模量增大程度为M=137%时,释放系数A、B的有限元计算值的误差仅分别为-1.8%和2.4%。

2)释放系数随加工硬化程度的增大而增大。

3)考虑加工硬化后释放系数随孔深的变化规律与未考虑加工硬化时释放系数随孔深的变化规律相同。