【摘要】：為了研究復(fù)雜應(yīng)力場對焊接接頭疲勞壽命的影響規(guī)律,針對不同傾角(θ=0°,15°,30°,45°)全熔透承載角焊縫十字形焊接接頭,進行了軸向拉伸疲勞試驗和有限元數(shù)值模擬。采用線性外推法、二次外推法和1mm法來計算焊趾處的熱點應(yīng)力,通過有限元網(wǎng)格敏感性分析確定合適的網(wǎng)格尺寸,得到了熱點正應(yīng)力和熱點剪應(yīng)力集中系數(shù)隨傾角的變化規(guī)律。分別基于等效應(yīng)力法、相互作用方程法和雙參數(shù)臨界面法對焊接接頭的疲勞壽命進行評估,并與試驗結(jié)果進行對比。結(jié)果表明:當(dāng)最小網(wǎng)格尺寸分別小于0.1t和0.03t時,外推法和1mm法可以忽略其對熱點應(yīng)力的影響;熱點剪應(yīng)力集中系數(shù)普遍大于熱點正應(yīng)力集中系數(shù);隨著焊縫傾角的增大,疲勞壽命越來越大,15°,30°和45°傾角的疲勞壽命試驗結(jié)果分別是0°傾角的1.26,1.52和2.38倍;當(dāng)焊縫傾角為30°和45°時,相互作用方程法和雙參數(shù)臨界面法預(yù)測的疲勞壽命誤差較大且偏于危險,而等效應(yīng)力法預(yù)測的疲勞壽命與試驗值吻合較好且偏于安全,因此推薦采用線性外推法計算熱點應(yīng)力,用等效應(yīng)力法來預(yù)測復(fù)雜應(yīng)力場下焊接接頭的疲勞壽命。
【圖文】：

接頭進行軸向拉伸疲勞試驗，基于線性外推法、二次外推法和１ｍｍ法來計算焊趾處的熱點應(yīng)力，通過有限元網(wǎng)格敏感性分析確定合適的網(wǎng)格尺寸，得到了熱點正應(yīng)力和熱點剪應(yīng)力集中系數(shù)，最后分別采用等效應(yīng)力法、相互作用方程法和雙參數(shù)臨界面法對不同傾角的十字形焊接接頭進行疲勞壽命評估，并與試驗結(jié)果進行對比，得到了復(fù)雜應(yīng)力場下傾斜焊縫焊接接頭相對精確的熱點應(yīng)力數(shù)值模擬方法和疲勞壽命預(yù)測方法。１十字形焊接接頭疲勞試驗從多軸疲勞的角度來闡述傾斜焊縫在軸向荷載下的疲勞問題，將傾斜焊縫進行分解，如圖１所示。圖１傾斜焊縫在軸向荷載下分解為正應(yīng)力和剪應(yīng)力［１４］Ｆｉｇ．１ＩｎｃｌｉｎｅｄＷｅｌｄｓＵｎｄｅｒＡｘｉａｌＬｏａｄｉｎｇＤｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｉｎｔｏＮｏｒｍａｌＳｔｒｅｓｓａｎｄＳｈｅａｒＳｔｒｅｓｓ［１４］垂直于焊縫方向的名義正應(yīng)力幅Δσｘ和平行于焊縫方向的名義剪應(yīng)力幅Δτｘｙ的表達式如下Δσｘ＝Δσｎｏｍｃｏｓ２（θ）Δτｘｙ＝Δσｎｏｍｓｉｎ（θ）ｃｏｓ（θ）p蚿蘰危ǎ保梗鋼泄費Пǎ玻埃保紡，

本文編號：2574375