有关焊接件旋转弯曲疲劳极限性能研究

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1、第34卷第2期黑龙江冶金Vo1．34No．22014年4月HeilongjiangMetallurgyApril2014焊接件旋转弯曲疲劳极限性能研究董俊(哈尔滨东安发动机(集团)有限公司，哈尔滨150066)摘要：采用悬臂弯曲加载方式，通过升降法试验，根据焊接接头试样在室温条件下所承受的交变应力与寿命之间的关系来预测机件的疲劳寿命。关键词：疲劳极限；升降法；破坏；越出ResearchonRotatingFatigueStrengthofWeldingPartsDongJun(HarbinDongAnEngine(Group)Co．Ltd．，Harb

2、in150066China)Abstract：Usingcantileverbendingloadmethod，therelationshipcanconfirmweldingpart，sfatiguestrengthbetweenthelifeandalternatingstressthatweldingsamplecanbestandunderalternatingStreSS．KeyWords：fatiguestrength；riseandfallmethod；break；pass工程上有许多机件在服役过程中，既使交变I应力低于材料的屈服强度，

3、经过较长时间工作也一个应力循环．会发生断裂，所以研究材料在交变载荷作用下，金属所承受的交变应力与寿命之间的关系来预测机件的疲劳寿命是十分重要的。本文为确定焊接件．、＼＼入～的旋转弯曲疲劳极限，采用光滑圆柱试样，在室温一环境下，分别对8根试样进行了3个应力级别的试验研究，并对试验数据进行了分析。1试验原理及试样1．1试验原理试验时，试样被夹紧，并随主轴一起旋转，负荷通过卡箍、拉杆等机件作用在试样的两端，因为图1循环应力负荷方向不变，试样在旋转状态下受弯曲应力，每Q。由纯弯曲应力计算公式：盯=M／W，其中M=一点的应力都是随试样旋转而做相同速度的反复Qa

4、／2；w=1Td3／32所以=16Qa／~rd变化。在试样的工作面的全长受到均匀分布的纯式中：M一试样危险截面弯曲力矩，kd·mm；弯曲力矩的作用，循环应力和纯弯曲力矩如图1、w一圆柱形试样的抗弯截面系数，mm；d一试样危图2。险截面的直径，mm；Q一施加在试样上的总负荷，图2中ABCD为试样支撑点到力作用点的距kgf。离a即为力臂。BC表示试样工作长度L，试样在1．2试样CD长度内受等弯矩的作用，作用在试样上的力为试样类型为光滑圆形长试样，制备试样时不收稿日期：2014一O1—09作者简介：董俊(1978一)女，哈尔滨东安发动机(集团)有限公司质量

5、技术员，工程师。l2第2期董俊：焊接件旋转弯曲疲劳极限性能研究应因加工而改变试样的疲劳性能。因为在交变载荷作用下，金属的不均匀滑移主要集中在金属表面，疲劳裂纹也常常产生在表面，所以试样的表面状态对疲劳极限影响很大，表面的划痕、磨裂等微小而锋利的缺口一样引起应力集中，使疲劳极限降低。表面光洁程度越高，材料的疲劳极限越高，材料的疲劳极限越高，表面光洁程度对疲劳极限影响越显著。因此在制备试样时应严格按车削粗加工、车削精加工、磨削精加工及表面抛光等工艺加工试样。旋转弯曲疲劳试样如图3。1．3升降法试验⋯图2和纯弯曲力矩由于疲劳数据在低应力水平存在较大的分散图

6、3旋转变曲疲劳光滑园柱试样性，用常规的成组试验法很难测出疲劳极限，所以表1疲劳试验数据采用升降法试验来进行试验。测定焊接件在长寿命区指定寿命(NO=10)下的疲劳极限。本次试验有效试样数量为8根；光滑试样的应力级差选择在预计疲劳极限的5％以内，选为5MPa；升降的应力水平为3级。本次试验首先选用220MPa作为预计加载应力，随后试样的加载应力取决于前一根试样的试验结果。如果试样在到达指定疲劳寿命之前发生断裂则称作“破坏”(用×标记试验点)，如到达指定疲劳寿命未发生断裂则称作“越出”(用。标记试验点)。根据上一根试样的试验结果(越出或破坏)决定下一根试

7、样的试验应力水平(降低或升∞．，高)，若上一根试样在达到规定的循环次数以前破譬215一b坏，则下一根试样的试验应力降低一个级差；反2lO之，上一根试样越出则下一根试样的试验应力增2468加一个级差，直到完成全部试验。表1为试验数试验序号据，图4为各试样在循环应力作用下的升降图。根据升降图，最后一个有效数据点的为越出图4升降图(下转第17页)。时，它的下一个数据恰好回到第一个有效数据l3第2期朱宁，等：数字化蓄热式步进梁加热炉在棒材生产中的应用与分析装，又要杜绝冒火现象的出现。换向阀门全部为气动，以洁净的压缩空气作为动蓄热式烧嘴采用双流股蓄热式烧嘴形式

8、，强力源，气源压力不低于0．4MPa。全炉60个蓄热化炉温的均匀性。既考虑低热值燃气的燃烧混合式烧嘴，共采用