对于考虑热点应力梯度的焊接接头疲劳评定

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1、学兔兔www.xuetutu.com第46卷第22期机械工程学报VO1．46NO．2220l0年l1jJOURNALOFMECHANICALENGINEERINGNOV．20l0DoI：10．3901／JME．2010．22．065考虑热点应力梯度的焊接接头疲劳评定彭凡姚云建顾勇军(湖南大学机械与运载工程学院长沙410082)摘要：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卜字接头与T形接头的疲劳切口系数，于贞测丰板受拉J玉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应，当量化其中的弯曲应力成分以考虑

2、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町由现宵的幂律型关系给⋯。对多绀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，可望用条JV曲线表述不同』JJJ找力式卜多种焊接结构的疲劳数据，且离散度减小。关键词：焊接接头疲劳评定热点应应力梯度疲劳切口系数中图分类号：TG405FatigueAssessmentofWeldedJointsConsideringHotSpotStressGradientPENGFanYAOYunjianGUYon~un(Col

3、legeofMechanicalandVehicleEngineering，HunanUniversity，Changsha410082)Abstract：Theinfluenceofhotspotstressgradientonfatigueassessmentofweldedjointsisinvestigated．BasedonthecriticaldistancetheoryproposedbyTaylor，andwhichiscombinedwithfiniteelementcalculation，thefatiguenotchcoefficientsofbothcrucifor

4、mjointsandT-jointsareobtained．Theyareusedtopredictthevarianceoffatiguestrengthsofmainplatesubjectedtotension—compressionloadingandbendingloadingrespectively，andwhichagreeswiththetestresult．Theeffectofhot—spotstressgradientonfatiguebehaviorisconsideredbyintroducingeffectivehot—spotstress，whichisdet

5、erminedwiththereductionofthecomponentofbendingstressinvolved．Cruciformjointsandright—angleshapedjointsofspecifiedgeometricalsizeareexamined．Itisshownthatfatiguenotchcoefficientsofthesejointsareirrespectivetobothjointtypeandloadingmodeinmainplateifthecontrolstressiseffectivehot—spotstress，alsotheth

6、icknesseffectofmainplatecanbeestimatedbyexistingpowerlawtyperelations．Intermsoftheconceptofeffectivehot—spotstressthere—analysisofS—Ncurvesforseveraltypesofweldedjointsiscarriedout．ItisfoundthatanidenticalS—Ncurvecanbedrawntodealrelevantfatiguetestdatawiththescatteringbandbecomingnarrowandstandard

7、deviationgettingsmaller．Keywords：WeldedjointFatigueassessmentHot·spotstressStressgradientFatiguenotchcoefficient劳分析产生的，尤其适用于结构形状复杂以致难以0前言明确定义名义应力的情形。热点应力就是施加于焊趾局部的控制应力。对焊接结构疲劳分析中应用广泛的方法主要包工程中常见的板状焊接接头，它由膜应力与弯曲应括以