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关键词： 铝合金   角焊缝   试验分析   有限元   反演性能  

摘要： 【目的】2A14-T6铝合金经T6热处理后具有高强度、高硬度及良好的抗磨损和抗变形能力,其角焊缝在航空航天及运载火箭结构中广泛应用并承受复杂载荷,但国内关于该材料角焊缝不同方向承载能力的系统性试验较为缺乏,限制了工程应用,该文旨在研究这一问题,探索科学有效的强度评估方法,为工程实践提供技术支撑。【方法】首先分析运载火箭结构实际工况下2A14-T6铝合金角焊缝的受力状态,随后设计单焊缝拉伸、双焊缝拉伸、T形单侧角焊缝剪切、T形双侧角焊缝剪切、角焊缝撕拉5种典型工况试验,对各工况下焊缝的开裂位置和承载情况开展系统性研究分析,采用基于损伤演化的弹塑性算法反演角焊缝的统一力学性能。【结果】通过系统性试验明确了2A14-T6铝合金角焊缝在5种典型工况下的开裂特征(如单焊缝拉伸多发生焊趾开裂、双侧剪切工况承载均匀性更优),获取了准确的承载极限数据,成功反演出统一的角焊缝力学性能参数,验证了反演方法的有效性。【结论】建立了一套行之有效的2A14-T6铝合金角焊缝强度仿真评估方法,验证了该材料角焊缝在复杂工况下的承载可靠性,为其在航空航天及运载火箭等工程领域的结构设计、载荷匹配及安全评估提供了科学依据和实际指导。

关键词： 蜂窝梁   腹板高厚比   剪切屈曲系数   静载   往复荷载  

摘要： 为避免蜂窝梁腹板局部屈曲对结构产生不利影响,应明确孔参数对腹板局部屈曲的影响并确定腹板的高厚比限值。采用试验和有限元分析方法,研究在静载和往复荷载作用下,楼板、腹板开孔率、横向加劲肋和腹板高厚比对蜂窝梁破坏模式、承载能力、延性和耗能性能的影响;给出考虑径高比、孔型和边界条件的开孔板剪切屈曲系数计算公式和蜂窝梁不发生弹塑性屈曲的腹板高厚比限值。研究结果表明,楼板组合作用使腹板的屈曲滞后,设置横向加劲肋能够避免腹板的屈曲,增大腹板开孔率使孔角更易进入塑性而形成塑性铰破坏模式。随腹板高厚比的增加(48.0~85.3),承载力和极限位移降低43%和33%,延性和耗能降低15%和36%。径高比在0.2~0.8变化时,圆孔板和六边形孔板蜂窝钢梁的腹板高厚比限值为79.7倍~48.4倍和76.7倍~47.0倍的钢号修正系数。

关键词： 特种设备   焊缝检测   人工智能  

摘要： 焊缝检测是保障特种设备(如锅炉、压力容器、压力管道)运行安全的重要环节。传统检测方法在效率、稳定性和智能化方面存在局限,近年来,人工智能(AI)技术在焊缝检测中取得了显著进展。本文围绕AI在特种设备焊缝检测中的关键应用,主要包括表面形貌识别、内部缺陷检测、焊接过程监控、焊接质量结果预测、焊后性能与应力监测,梳理了当前研究现状,分析主要技术路径,并对未来的发展趋势进行了展望。

关键词： 特高压变压器   燃爆   落锤冲击   极限载荷公式   失效机理  

摘要： 特高压输电工程中难以预测避免的燃爆事故会严重威胁电力系统的稳定。该文首次采用落锤冲击实验仪,间接测试动态冲击作用下不同焊脚高度油箱关键搭接焊缝结构的抗冲击性能。试验结果表明,搭接接头的焊脚高度与失效能量正相关,焊脚高度30 mm的搭接焊缝单位长度的起始失效能量在67.6~79.0 J,完全失效能量在79.0~89.1 J,远高于焊脚高度18和24 mm的搭接焊缝。同时,引用Johnson-Cook本构模型的应变率强化项对搭接接头极限载荷的经验公式进行修正,其中修正Kamtekar理论的误差不超过2%,能较好预测动态冲击作用下的焊缝极限强度的经验公式。最后,结合组织观察详细分析搭接焊缝在动态冲击的形变失效机理。结果可为特高压变压器结构设计和抗冲击性能优化提供一定理论依据和技术参考。

关键词： 相控阵超声检测   CIVA仿真   典型缺陷   探头优化  

摘要： 为优化蓄能机组顶盖部件内管路焊缝的相控阵超声检测探头性能,对不同频率的相控阵超声检测探头进行CIVA声场仿真,并通过根部未焊透、根部未熔合、坡口未熔合、坡口裂纹和焊缝中心气孔、夹渣等典型缺陷的模拟响应,明确了相控阵超声检测探头优化的方向,可为实际检测时相控阵超声检测探头参数的选取和检测工艺的制定提供依据。

关键词： 直缝埋弧焊管   焊缝   纵向拉伸性能   焊接接头   夏比冲击韧性  

摘要： 针对某项目对X65MO钢级直缝埋弧焊管的焊缝纵向拉伸和焊接接头冲击韧性提出的特殊要求,试验分析钢管制造工艺的可行性和合理性。通过研究不同焊丝匹配对X65钢级钢管焊缝纵向拉伸性能的影响规律,揭示出焊缝纵向屈服强度降低至母材屈服强度水平可能导致焊接接头在导向弯曲时开裂,并对钢管综合力学性能产生不利影响;通过母材化学成分设计、焊材杂质元素限定、焊剂碱度控制以及焊接工艺优化等措施解决了海洋用X65MO钢级Φ711 mm×19.1 mm直缝埋弧焊管壁厚中心处的焊缝及焊接热影响区脆化问题,使得该规格钢管0℃时焊缝和焊接热影响区的夏比冲击吸收能均值分别达到160 J和279 J,剪切面积率分别为63%和91%。

关键词： 不锈钢包钢   焊缝   腐蚀   性能评价   电化学测试   点蚀  

摘要： [目的]不锈钢包钢复合材料在接地工程中应用广泛,但其焊缝区的腐蚀失效是影响构件寿命的主要隐患,因此要通过可靠的方法对焊缝区的腐蚀失效行为进行研究。[方法]采用扫描电镜、显微硬度计、电化学工作站等手段,对比分析焊缝区与非焊缝区的微观组织、显微硬度及电化学腐蚀行为。[结果]不锈钢包钢由母材区、热影响区(HAZ)和焊缝区3个典型区域构成。焊缝热影响区存在晶粒粗化及晶界铬元素贫化现象,显微硬度显著高于母材。电化学测试表明,去除腐蚀产物后焊缝区的本征电荷转移电阻比母材低5个数量级,腐蚀电流密度较母材高2个数量级。点蚀试验与酸性氯化物加速腐蚀试验进一步证实,腐蚀优先发生在焊缝区并快速发展为宏观裂纹。[结论]本研究证明了焊缝区是不锈钢包钢构件的腐蚀薄弱部位,对该类材料的耐久性评价与工程应用具有一定的指导意义。

关键词： 多轴准则   焊缝坐标系   坐标转换   疲劳强度   转向架构架  

摘要： 在焊缝疲劳强度评估中,应力坐标转换是一项关键的技术环节。针对直线型和曲线型焊缝,文章提出了一套焊缝坐标系建立方法,并以转向架构架焊缝疲劳强度评估为例,对该方法的有效性进行了验证。分析结果表明,经过坐标系转换后,评估节点处的应力张量矩阵的特征值、行列式及矩阵的迹均保持恒定,充分证明了所提焊缝坐标系建立方法的正确性。此外,依据DVS 1612标准对构架评估节点进行了疲劳强度评估,通过对比坐标转换前后的焊缝利用度,验证了坐标转换对焊缝的强度评估的显著影响。

关键词： 中厚板   多层多道焊   图像处理   深度学习   焊缝检测  

摘要： 针对基于结构光视觉传感的焊缝特征提取,以解决中厚板多层多道自动化焊接中存在的激光条纹亮度不均匀、局部高反光、噪声严重、焊缝轮廓特征复杂多变等突出难题,提出一种分块区域生长图像分割融合YOLOv8深度学习算法的焊缝特征提取策略.组建了单条纹激光+高分辨摄像机的视觉传感系统,采集细丝埋弧多层多道焊缝图像,并对每层焊缝图像进行自适应阈值分块区域生长分割、卷积滤波和分段拟合处理,提取每层焊缝特征点.利用YOLOv8算法提取焊缝图像目标区域特征点像素坐标,构建规划机器人焊接路径.结果表明,自适应阈值分块区域生长分割算法能够完整提取出激光条纹图像和多层焊道特征点.深度学习模型总体均方根误差(RMSE)为0.0551 mm,特征点识别准确率为98.41%,算法精度和鲁棒性较高,能够满足焊缝检测要求,通过焊接试验证实,采用该算法能够获得成形良好的多层多道焊缝形貌,为中厚板多层多道焊接的焊缝检测提供了一种创新的解决方法.

关键词： 3D全聚焦相控阵   油气管道   焊缝缺陷   无损检测   超声成像  

摘要： 油气管道作为能源输送的“生命线”,其安全运行关乎国计民生。管道焊缝中裂纹、未熔合、气孔、夹渣等缺陷若未被及时检出,在高压输送和复杂环境载荷下极易引发灾难性事故,造成生命财产损失与环境污染,因此,对焊缝进行高精度、高可靠性的无损检测至关重要。传统超声检测技术存在分辨率低、漏检率高等局限,而3D全聚焦相控阵超声检测(TFM)凭借其全矩阵数据捕获与动态聚焦能力,显著提升了缺陷定量精度与检出率。系统阐述了3D TFM技术原理、系统组成、实施流程,结合油气管道焊缝检测案例,分析其技术优势与现存挑战,并探讨了其在智能化、自动化及多模态融合方向的发展前景。