結(jié)構疲勞是指承受交替變化載荷的結(jié)構,隨著時間的推移,在結(jié)構局部高應力區(qū)形成微小裂紋,微小裂紋逐漸擴展以至斷裂的現(xiàn)象。疲勞破壞具有在時間上的突發(fā)性,在位置上的局部性等特點,所以疲勞破壞常常在沒有任何可見跡象的情況下發(fā)生,且易于造成事故。焊接結(jié)構是一種經(jīng)濟高效的結(jié)構連接方法,循環(huán)載荷作用下的焊接壓力容器構件尤其容易受到疲勞損傷。通常,焊縫處承受靜載荷的能力并不低于母材,但由于焊縫處存在應力集中、焊接缺陷、殘余應力等影響,其承受動載荷的能力卻遠低于母材,是焊接結(jié)構的疲勞薄弱環(huán)節(jié),也是目前疲勞分析中的一大難點。結(jié)構應力法相比較于傳統(tǒng)的焊接結(jié)構疲勞評估方法,具有SN曲線離散性小,網(wǎng)格不敏感等特點,已被納入ASME標準。本文運用結(jié)構應力法在SiPESC平臺開發(fā)了焊接結(jié)構疲勞分析模塊,并對程序的正確性進行了算例驗證。本文首先對包括SN曲線,時間序列載荷譜,雨流計數(shù)法,疲勞損傷累積等在內(nèi)的結(jié)構疲勞的基本理論進行了介紹。在此基礎上,著重介紹了結(jié)構疲勞中的一種特殊結(jié)構-焊接結(jié)構,焊縫處由于應力分布復雜,影響因素多的特點,是疲勞評估中的一大難題。本文選取了幾種焊接疲勞評估方法中最具優(yōu)勢的結(jié)構應力法,并對其基... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究綜述
    1.3 本文的主要工作
2 結(jié)構疲勞理論簡介
    2.1 疲勞基本理論介紹
        2.1.1 金屬疲勞的失效機理
        2.1.2 S-N曲線及其涵義
        2.1.3 時間序列載荷譜與雨流計數(shù)法
        2.1.4 Miner疲勞損傷累積基本原理
    2.2 焊接結(jié)構疲勞理論介紹
        2.2.1 焊接接頭的基本術語
        2.2.2 焊縫疲勞失效機理及破壞模式
        2.2.3 焊接疲勞的幾種主要分析方法
        2.2.4 結(jié)構應力法發(fā)展歷程及其優(yōu)勢
    2.3 結(jié)構應力的定義
        2.3.1 焊縫處應力的分解
        2.3.2 結(jié)構應力的適用性及合理性解釋
    2.4 結(jié)構應力列式
    2.5 等效結(jié)構應力及主S-N曲線計算公式
        2.5.1 結(jié)構應力的K值計算及裂紋分階段擴展模型
        2.5.2 等效結(jié)構應力的計算方式
        2.5.3 ASME結(jié)構應力法與Battle/fesafe結(jié)構應力法的探討
    2.6 本章小結(jié)
3 通用疲勞分析在Si PESC平臺的實現(xiàn)
    3.1 Si PESC平臺及部分程序設計思想介紹
    3.2 疲勞分析總體流程及程序類圖
    3.3 疲勞分析各模塊內(nèi)容及其實現(xiàn)方式
        3.3.1 疲勞分析數(shù)據(jù)的格式及程序類圖
        3.3.2 多通道載荷譜格式及定義與雨流計數(shù)法的實現(xiàn)
        3.3.3 材料S-N曲線庫及平均應力修正
        3.3.4 疲勞壽命計算及結(jié)果輸出
    3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)構應力法焊接疲勞分析在Si PESC平臺的實現(xiàn)
    4.1 結(jié)構應力法計算流程及程序類圖
    4.2 焊縫定義信息的格式及焊線單元節(jié)點排序
        4.2.1 焊縫信息的定義格式
        4.2.2 焊線單元節(jié)點排序
    4.3 焊縫截面處焊縫局部坐標系內(nèi)力計算
        4.3.1 單元節(jié)點力的計算與合成
        4.3.2 焊縫局部坐標系轉(zhuǎn)換
        4.3.3 實體和殼單元焊縫截面處的局部等效內(nèi)力計算
    4.4 結(jié)構應力與等效結(jié)構應力的計算
    4.5 疲勞壽命的計算
    4.6 所實現(xiàn)程序與fesafe-verity模塊分析功能對比
    4.7 本章小結(jié)
5 算例對比驗證及應用
    5.1 網(wǎng)格不敏感性算例驗證
    5.2 L型角焊縫六面體網(wǎng)格算例
    5.3 T型管板閉合焊縫六面體網(wǎng)格算例
    5.4 蓋板搭接角焊縫四邊形網(wǎng)格算例
    5.5 某鋼橋塔形式工程斜拉橋鋼錨箱焊縫算例
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于SiPESC的焊縫疲勞分析模塊開發(fā)[J]. 趙鵬強,李云鵬,劉鵬亮,陳玉震.  地震工程與工程振動. 2019(06)
[2]鎳基合金壓力容器環(huán)形焊縫殘余應力數(shù)值模擬與失效應力分析[J]. 呂劉帥,張小春,蘇博,黎超文,王納秀.  核技術. 2019(07)
[3]淺談簡單工廠模式在分層架構中的應用[J]. 黃堂森.  數(shù)碼世界. 2019(01)
[4]基于熱點應力法的焊接結(jié)構疲勞評估[J]. 王文靜,白錦儀,劉偉.  北京交通大學學報. 2017(06)
[5]焊接結(jié)構抗疲勞設計理論與方法[J]. 兆文忠,李向偉,董平沙.  焊接技術. 2017(08)
[6]軌道車輛焊接結(jié)構抗疲勞設計過程中的認識誤區(qū)[J]. 兆文忠,李季濤,方吉.  大連交通大學學報. 2016(05)
[7]ASME Ⅷ-2中結(jié)構應力計算方法的由來[J]. 沈鋆.  石油化工設備. 2014(01)
[8]SiPESC.FEMS的單元計算模塊設計模式[J]. 張盛,楊東生,尹進,李云鵬,陳飆松,張洪武.  計算機輔助工程. 2011(03)
[9]基于結(jié)構應力法的焊接結(jié)構優(yōu)化設計[J]. 王劍,兆文忠.  大連海事大學學報. 2011(02)
[10]雨流計數(shù)法及其在程序中的具體實現(xiàn)[J]. 董樂義,羅俊,程禮.  航空計測技術. 2004(03)

博士論文
[1]高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強度研究[D]. 周張義.西南交通大學 2009

碩士論文
[1]基于結(jié)構應力的高速列車鋁合金焊接車體疲勞壽命預測方法研究[D]. 向鵬霖.西南交通大學 2017
[2]基于Eclipse的可視化界面設計器的設計與實現(xiàn)[D]. 褚曉偉.北京交通大學 2015



本文編號：3204888