焊接结构机床件应力与精度控制技术研究

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调研测试了国内外焊接机床结构件的残余应力,试制了某立式加工中心用焊接床身、立柱和滑鞍并跟踪测试其焊接后与组合时效处理后的应力与变形。结果表明:焊接机床结构件普遍存在较大的残余应力、大多在100 MPa以上;所试制焊接床身、立柱、床身和滑鞍的焊接后初始残余应力最大分别达到154.9 MPa、274.4 MPa和300.6 MPa,接近或超过材料屈服强度,容易引起较大的变形。此外,立柱导轨、床身和滑鞍最大变形量也分别达到1.22 mm、2.24 mm、2.88 mm;经过"焊接后-热时效-半精加工-振动时效
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基于扩展有限元方法(XFEM),研究了双材料中界面裂纹和亚界面裂纹的动态扩展问题.建立了双材料板界面裂纹和亚界面裂纹的动态增长分析模型,该模型使用集中质量矩阵代替传统的一致质量矩阵以提高效率,并利用Newmark法进行时间积分.将该模型与在有限元软件中建立的二维弹性模型计算获得的动力响应和能量值进行比较.通过数值算例,研究了应变率和材料特性对圆形和直线双材料中界面和亚界面裂纹扩展的影响.
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