焊接是目前工程結(jié)構(gòu)中最主要的連接方式,焊接結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種行業(yè),在交變載荷作用下,疲勞破壞是引起焊接結(jié)構(gòu)失效的主要原因之一,而焊接結(jié)構(gòu)的疲勞性能主要由焊接接頭的疲勞性能決定,因此對(duì)焊接接頭進(jìn)行疲勞分析是非常必要的。在焊接過(guò)程中,焊接結(jié)構(gòu)存在不可避免的缺陷,導(dǎo)致焊縫局部產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng),最為顯著的是焊趾部位的疲勞裂紋現(xiàn)象。本文針對(duì)十字焊接接頭,考慮復(fù)雜焊縫局部形貌,并結(jié)合彈塑性理論,研究焊縫形貌對(duì)多裂紋萌生行為的影響,采用有限元仿真與疲勞試驗(yàn)相結(jié)合的方法,借助斷口反演技術(shù),在焊趾處先后插入不同尺寸的多裂紋,研究疲勞全過(guò)程中多裂紋的演變規(guī)律和相對(duì)應(yīng)的壽命變化,并分析了裂紋尺寸對(duì)焊趾部位應(yīng)力狀態(tài)的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)以十字焊接接頭為研究對(duì)象,考慮焊縫局部形貌,建立三維有限元模型,計(jì)算焊趾區(qū)域的應(yīng)力和應(yīng)變分布,并與不考慮焊縫局部形貌的數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析,研究焊縫形貌對(duì)焊接接頭多裂紋萌生位置的影響。對(duì)試件開展變幅載荷下的循環(huán)拉伸試驗(yàn),利用Manson-Coffin應(yīng)變壽命模型計(jì)算多裂紋的萌生壽命,研究焊縫局部形貌對(duì)焊接接頭疲勞壽命的影響規(guī)律,并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,揭示多裂紋的萌生行為。(...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1本研究的結(jié)構(gòu)框架圖

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文7循環(huán)拉伸疲勞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。（2）結(jié)合FRANC-3D和ABAQUS提出了一個(gè)多裂紋仿真方案，并將其用于多裂紋擴(kuò)展的仿真，將模擬出的裂紋擴(kuò)展過(guò)程與通過(guò)循環(huán)拉伸疲勞試驗(yàn)下獲得的十字焊接接頭疲勞斷口的海灘條帶進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算并得到了不同裂紋擴(kuò)展階段應(yīng)力強(qiáng)度因....

圖2.1十字焊接接頭試件幾何尺寸示意圖（mm）

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10Ni——裂紋萌生壽命。各參數(shù)間關(guān)系如公式2-2所示[55]：cbnSKKSSbnynffuu/)002.0()(3700.959171.2log1667.0""/1""f""""（2-2）式中Su——抗拉強(qiáng)度；Sy——屈服極限；n’——循環(huán)應(yīng)變硬化指數(shù)....

圖2.2焊趾線方向幾何尺寸

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11試件母材為Q345，其化學(xué)成分和基本力學(xué)性能如表2.1和表2.2所示：表2.1Q345化學(xué)成分C（%）Si（%）Mn（%）P（%）S（%）0.160.351.340.160.06表2.2Q345基本力學(xué)參數(shù)屈服強(qiáng)度σs（MPa）抗拉強(qiáng)度σb（MPa）彈....

圖2.3焊縫幾何參數(shù)測(cè)量

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12為了同時(shí)研究焊趾線方向的幾何形貌和焊縫方向的幾何形貌對(duì)焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響，分別設(shè)置兩種對(duì)照組，“對(duì)照組一”在對(duì)十字焊接接頭的幾何建模時(shí)考慮焊趾線方向幾何尺寸，模擬出焊趾圓弧波形，圓弧波形之間采用直線模擬焊縫形貌，即圓弧狀焊縫模型；“對(duì)照組二”不考慮....

本文編號(hào)：4041849