铝合金5083纵向角接板焊接接头疲劳强度

对铝合金5083钨极氩弧焊纵向角接板焊接接头的疲劳强度进行了试验研究,用有限元计算和应变片测量热点应力,用国际焊接学会推荐的方法进行数据处理,并分别做出了名义应力和热点应力疲劳S-N曲线。试验分析说明铝合金5083纵向角接板焊接接头名义应力和热点应力疲劳S-N曲线试验数据拟合斜率为5.62,高于国际焊接学会推荐的斜率为3.0;名义应力试验疲劳极限为54.0 Mpa,热点应力试验疲劳极限为64.8 Mpa;选取3.0进行结构设计具有较高的安全系数;用名义应力疲劳级别FAT28,热点应力疲劳级别FAT40来进行结构设计是安全的。     

典型焊接接头的缺口疲劳曲线分析

缺口应力法作为局部疲劳研究方法,克服了名义应力难以定义和热点应力网格敏感性的困难,因此近年来备受关注。现对对接接头和十字接头试验数据进行重新处理,建立两种焊接接头在缺口应力系统下统一的S-N曲线,并与IIW所推荐的疲劳寿命曲线(m=3,FAT=225)进行比较。结果表明,该曲线具有更高的疲劳等级和更低的斜率,直接用IIW推荐曲线,偏于保守不利于结构轻量化。     

超声冲击处理焊接接头疲劳设计若干问题的探讨

对大量超声冲击处理焊接接头的试验结果进行分析总结,探讨超声冲击焊接接头疲劳设计与原始焊接接头的差异,并得到下述结论：①材料强度对超声冲击方法改善焊接接头疲劳性能的处理效果有一定影响,随着接头材料强度的提高改善效果也越好,因此采用低强钢超声冲击处理焊接接头的疲劳试验结果得到疲劳设计S—N曲线是安全的。②超声冲击处理焊接接头试件S—N曲线的斜率m远大于3(6～23),不能将试验结果硬性规定按m=3．0进行统计处理,推荐取m=10。③经过超声冲击处理后其疲劳强度不再与所外加的平均应力无关,而是随着应力比R的增加,接头所能够承受的疲劳应力幅度有所降低。因此建议采用最大应力对超声冲击处理焊接接头进行疲劳设计。④当采用最大应力对超声冲击处理焊接接头进行疲劳设计时,外载荷中所含平均应力与超声冲击处理焊接接头在FAT(200万次循环次数下的特定疲劳强度,将其定为疲劳级FAT)下的疲劳强度(应力范围)之间．的关系为：F(R)=1．25-0．5R,-1≤R≤0．5。     

AZ31B镁合金TIG焊焊接接头的疲劳性能

对8 mm厚AZ31B镁合金板及其三种TIG焊焊接接头的静载拉伸性能和疲劳性能进行试验研究。试验结果表明AZ31B镁合金母材的静载抗拉强度为245.50 MPa,TIG焊对接接头、纵向角接接头和非承载十字接头的静载抗拉强度分别为193.55 MPa、229.89 MPa、227.39 MPa。脉动循环(r = 0)疲劳试验表明,在2×106循环次数下,AZ31B镁合金母材的疲劳强度为57.81 MPa,为其静载抗拉强度的23.5％。相同循环次数下,AZ31B镁合金TIG焊对接接头、纵向角接接头和非承载十字接头的疲劳强度为24.60 MPa、20.14 MPa、17.25 MPa,分别为母材疲劳强度的42.6 %、34.8 %和29.8 %。按照国际焊接学会的规范,发现镁合金焊接接头的疲劳级别FAT仅为相应铝合金接头疲劳级别FAT的一半。由此看来,疲劳性能是影响镁合金在承受动态载荷结构中应用的主要因素之一。     

考虑热点应力梯度的焊接接头疲劳评定

研究热点应力梯度对焊接接头疲劳评定的影响.基于Taylor的临界距离理论并结合有限元计算得到十字接头与T形接头的疲劳切口系数,预测主板受拉压和弯曲加载时的疲劳强度差异,与试验结果吻合.将板状焊接接头的热点应力分解为膜应力与弯曲应力,当量化其中的弯曲应力成分以考虑应力梯度的影响,由此定义有效热点应力.十字接头与直角角接接头的分析结果表明,由有效热点应力表述的疲劳切口系数与接头类型以及加载方式基本无关,主板的厚度效应预测可由现有的幂律型关系给出.对多组焊接结构的疲劳数据进行重新分析,结果表明,以有效热点应力作为控制应力时,可望用一条S-N曲线表述不同加载方式下多种焊接结构的疲劳数据,且离散度减小.     

铝合金焊接接头疲劳评定的应力平均法

应力平均法（the stress averaging approach，简称SAA）是局部应力方法之一，文中采用此方法对3A21铝合金焊接接头进行疲劳评定，用有限元计算局部应力值，建立试验结果和评定结果的S-N曲线，并分析接头形式、焊趾半径对疲劳强度的影响。结果表明，SAA法评定的结果是偏于安全的，但Neuber建议把焊趾处视为尖锐缺口（即令ρ=0，ρ^＊=0．15mm），在工程上有一定的适用件，在理论上并不完全正确。这样在焊趾处将产生较大的应力集中，由此得到的局部应力值远远大于实际值。接头形式对采用名义应力幅值△σ表示的疲劳强度有较大影响；焊趾是决定焊态接头疲劳性能的关键部位，应力集中区的最大应力存在于焊趾部位。     

基于等效结构应力法的镁合金接头疲劳寿命预测

针对镁合金焊接结构疲劳强度评估方法不全面的问题,在等效结构应力法的研究基础上,提出了镁合金焊接接头疲劳寿命预测方法。基于 200 余个包含不同特征的镁合金接头疲劳试验数据,采用有限元数值模拟,计算试件接头焊趾处的等效结构应力。结合 ASME 标准中对曲线拟合的规范,进行镁合金接头寿命曲线拟合,得出了预测疲劳寿命的常系数 C d 和 h 。将拟合结果与铝材的疲劳寿命曲线进行对比,结果表明,镁合金接头在 1×10^7?次循环下的疲劳强度约为 31.6 MPa ,同等条件下约为铝材疲劳强度的 82% 。该镁合金接头疲劳寿命预测方法可用于评估镁合金结构疲劳强度是否满足轨道车辆车体结构使用需求。     

机车车辆焊缝疲劳评定结构热点法研究及应用

结构热点应力法是一种先进且切实可行的疲劳评定方法,可以大幅提高机车车辆疲劳强度评定水平。目前业内研究人员已经开展了一些富有成效的研究。综述了机车车辆疲劳强度的研究成果;简述了热点应力法的发展和定义;重点对确定热点应力和对应的S-N曲线两类关键问题展开详细阐述;最后对热点应力法在机车车辆焊缝疲劳评定中的应用提出了建议。     

不锈钢焊接接头疲劳强度试验研究

通过焊接接头疲劳试验对SAF2 2 0 5双相不锈钢和 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头S—N曲线进行详细分析 ,并与 16Mn钢焊接接头的试验结果进行比较 ,讨论不同材料焊接接头及试样接头型式对S—N曲线的影响。试验结果表明 ,SAF2 2 0 5钢和 1Cr18Ni9Ti钢焊接试样的常数m和N =2× 10 6疲劳强度与国际焊接学会 (IIW )推荐的数值有较大差异 ,采用IIW的S—N曲线对本文不锈钢焊接试样疲劳评定时 ,将给出偏于安全的结果 ;接头型式不同导致焊接接头局部应力集中有较大差异 ,因而对采用名义应力表示的S—N曲线有明显影响 ;在同类接头形式下 ,SAF2 2 0 5钢和1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的焊态疲劳强度高于 16Mn钢焊接接头 ,而双相不锈钢接头具有更高的疲劳强度     

兆瓦级风机机架焊缝疲劳分析

在风力发电机机架的焊缝疲劳分析时,目前应用最广的方法为表面外推热点应力法.表面外推热点应力法直接应用热点应力作为疲劳应力控制参量,板厚尺寸和载荷模式效应通常按经验修正公式考虑,焊趾缺口效应在热点应力S-N曲线中统计考虑.以某兆瓦级风机焊接机架为例,首先建立机架的有限元分析模型,计算得到热点的应力,其次通过将载荷历程与其进行通道合并,并运用雨流计数法计算得到等效疲劳应力,最后结合焊缝的S-N曲线进行焊缝的疲劳强度评定及寿命预测.