经锤击后的16Mn钢对焊件的疲劳寿命估算

试验研究了经锤击的１６Ｍｎ钢对焊接头的带存活率的疲劳寿命估算模。试验结果表明，在同一当量应力水平下，１６Ｍｎ钢经锤击的焊接头的疲劳寿命从对数正态分布。     

未焊透焊缝疲劳强度分析及工程应用

本文针对工程中焊接结构大量采用单面焊对接焊缝这一事实,对含有未焊透缺陷的单面焊对接焊缝试件进行了疲劳试验,得到了疲劳强度曲线。由于单面焊对接焊缝中的未焊透缺陷位于试件根部表面,在缺陷率相同的条件下,其疲劳强度损失比双面焊未焊透焊缝更严重。试件母材为低碳钢钢板(σ_b≥450MPa)。本试验结果应用于钢瓶焊缝的缺陷容限分析,为制订我国民用在役液化石油气钢瓶判废标准提供了实验依据。     

低匹配对接接头应力集中系数计算及回归分析

针对高强钢低匹配的横向对接接头形状设计,以最大限度提高接头静载承载能力和疲劳强度为目标,采用有限元计算的方法,考察了焊缝余高、焊趾过渡圆弧半径、盖面焊道宽度、板厚等几何参数对焊趾和焊根处应力集中的影响,回归分析得出的焊趾和焊根处的应力集中系数的经验方程式,对高强钢低匹配对接接头设计具有指导意义.     

超声冲击对MB8镁合金对接接头疲劳性能的影响

采用HJ-Ⅲ型超声冲击设备对MB8镁合金对接接头焊趾区域进行冲击处理.利用EHF-EM200K2-070-1A电液伺服疲劳试验机对超声冲击前后的MB8镁合金对接接头进行疲劳对比试验.采用光学显微镜和高分辨率的透射电镜对超声冲击后的MB8镁合金对接接头的表层组织进行了分析.结果表明,在试验循环基数为2×106周次的条件下,超声冲击态接头的疲劳强度为52.8 MPa,比焊态试样的疲劳强度提高了37.5%,在同等应力水平下,接头的疲劳寿命提高了58～65倍.超声冲击后,焊趾处的应力集中程度降低,焊址及附近区域发生明显塑性变形,变形层厚度大约为70 μm,并在焊趾表面获得了纳米晶组织,同时把焊接残余拉应力转变为压缩应力.超声冲击可以大幅度地提高MB8镁合金焊接接头的疲劳寿命.     

Surface residual stresses in multipass welds produced using low transformation temperature filler alloys

Tensile residual stresses at the surface of welded components are known to compromise fatigue resistance through the accelerated initiation of microcracks, especially at the weld toe. Inducement of compression in these regions is a common technique employed to enhance fatigue performance. Transformation plasticity has been established as a viable method to generate such compressive residual stresses in steel welds and exploits the phase transformation in welding filler alloys that transform at low temperature to compensate for accumulated thermal contraction strains. Neutron and X-ray diffraction have been used to determine the stress profiles that exist across the surface of plates welded with low transformation temperature welding alloys, with a particular focus on the stress at the weld toe. For the first time, near surface neutron diffraction data have shown the extent of local stress variation at the critical, fusion boundary location. Compression was evident for the three measurement orientations at the fusion boundaries. Compressive longitudinal residual stresses and tensile transverse stresses were measured in the weld metal.     

径向间隙对304L不锈钢振动疲劳性能的影响

基于疲劳试验和有限元分析，研究径向间隙对插套焊疲劳性能的影响. 疲劳试验表明，应力比较大时，试样易在焊趾处失效，焊趾处裂纹由外向内扩展；应力比较小时，易在焊根处失效，焊根处裂纹由内向外扩展. 未失效试样径向间隙高于失效试样. 利用有限元软件建立了插套焊有限元模型，分析了径向间隙对焊根和焊点处疲劳性能的影响. 结果表明，相对于0.1 mm的径向间隙，0.4 mm径向间隙能降低焊根和焊趾处的应力，降低幅度分别为14%和1.4%，径向间隙越大，焊根和焊趾处的应力峰值越小，疲劳性能越好.     

转向架用 SMA490BW 钢对接接头应力集中系数有限元分析

目的分析转向架用SMA490BW钢对接接头的应力集中系数,提高转向架焊接接头的超高周疲劳性能,保障高速列车的安全可靠运行。方法对转向架用SMA490BW钢对接接头的超高周疲劳试样进行有限元建模,应用有限元软件ABAQUS计算不同焊趾过渡圆弧半径、焊趾倾角下接头的应力集中系数,并通过Origin软件分析建立应力集中系数(Kt)与焊趾过渡圆弧半径(r)、焊趾倾角(θ)的关系。结果当r=0.2 mm,θ分别为10°,20°,30°,40°,50°,60°时,Kt分别为1.391,1.747,1.976,2.263,2.425,2.525;当θ=30°,r分别为0.2,0.5,1,1.5,2,2.5,3,4 mm时,Kt分别为1.976,1.763,1.535,1.419,1.345,1.306,1.257,1.201。结论应力集中在对接接头焊趾处较大,r和θ对Kt有显著影响。r相同时,Kt随θ的增大而增大;θ相同时,Kt随r的增大而减小。应力集中系数关系方程对于焊趾处应力集中的改善以及转向架对接接头的超声疲劳试样设计具有指导意义。     

基于超声相控阵的耐候钢接头疲劳裂纹动态监测

借助超声相控阵技术对耐候钢对接接头开展疲劳失效过程动态监测. 基于超声波探头的信号特征,研究其扇形扫描反射过程,建立实时扫查方案, 并对10 mm厚的耐候钢对接接头实施实时监测.结果表明,当疲劳寿命为5 × 104次时,相控阵检测到多个裂纹从对接接头焊趾部位萌生,并沿着板厚扩展,当疲劳寿命超过3.5 × 105次时,裂纹开始快速扩展. 与疲劳试验断口对比发现,基于相控阵检测得到的裂纹尺寸与试验结果基本一致,验证了相控阵裂纹动态检测的准确性. 根据裂纹深度a、裂纹长度2c与循环次数N关系,明确了裂纹动态演化行为,并获得中厚板耐候钢对接接头表面裂纹的扩展演化规律.     

含焊接缺陷的30CrMnSiNi2A钢焊接件的疲劳寿命估算

本文分析了焊接缺陷对超高强度钢３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ焊接件疲劳寿命的影响，给出了定理评估含焊接缺陷的焊接件疲劳性能的方法，焊接缺陷可分成类裂纹型和非裂纹型两类，前者的作用与裂纹相当，含这类缺陷的焊接件寿命近似等于裂纹扩展寿命；后者的作用则类似缺口，含这类缺陷的焊接件寿命为裂纹起始与扩展寿命之和，裂纹扩展寿命可用断裂力学的方法计算，始裂寿命则可用材料的始裂寿命公式计算，但在计算中要考虑表面状态修正