焊接接头疲劳评定的局部法研究

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1、中文摘要发展和建立准确的焊接接头疲劳强度与寿命评定方法一直是工程界关注的重要问题，而局部法是近年来发展起来的一种新的疲劳评定方法。因此，本文从试验和理论两方面对焊接接头疲劳评定的局部法进行了研究。本文重点对焊接接头疲劳评定的等效应力强度因子法、临界距离法和临界面法做了介绍。文中采用了有限元方法对疲劳试样建立二维、三维的有限元模型；对各个试样的局部应力状态进行了计算。通过疲劳试验的验证，上述三种方法能够对焊态下的焊接接头(非承载角焊缝十字焊接接头和带纵向立板的角焊缝焊接接头)的疲劳强度给出合理的评定，比较符合实际。等

2、效应力强度因子法对应力集中区的有限元网格大小的敏感性不大，并适于尖锐缺El的情况，对实际非承载角焊缝十字接头的焊趾半径变化范围(在O．15mm一0．8mm内)，选择焊趾半径与最小单元尺寸的比值p／e。。>1．7时，可以获得合理有效的AK,值计算结果，当焊接接头的焊趾半径较小(O．15mm一0．40mm)时，等效应力强度因子法更为合理。采用16Mn带纵向立板角焊缝焊接接头的疲劳试验结果对CDM法中的线方法(LM)、点方法(PM)的有效性进行了研究，在焊态情况下CDM法能够对其疲劳性能做出合理的评定，并能预测疲劳断裂位

3、置：接头型式和应力循环比(在R=0．1，0．4范围)对CDM局部参量表示的S-N曲线影响较小；有限元网格的疏密对CDM法有着一定的影响，而PM法对有限元网格尺寸的依赖性要高于LM法；当最小三维单元尺寸emin

4、出了采用上述三种方法进行焊接接头的疲劳强度评定时的一般程序：①．根据焊接接头局部几何尺寸的实际测量结果，建立各个试样的有限元模型，对带纵向立板的角焊缝焊接接头建立三维几何模型；对非承载角焊缝十字焊接接头建立二维平面应变模型。②．根据所采用的局部法，确定各自的局部几何参量，如：4所、卢、d口，。。③．根据所采用的局部法准则，给出疲劳评定结果。关键词：焊接接头疲劳评定等效应力强度因子法临界距离法临界面法ABSTRACTItisveryimportanttodeveloptheaccurateestimatesoffat

5、iguestrengthandlifeofweldedjoints．nlefatigueassessmentofweldedjointsbylocalapproachisanewapproachdevelopedinrecentyears．Thereforethelocalapproachoffatigueestimatesofweldedjointsisinvestigatedindetailsbymeansofexperimentsandtheoriesinthispaper．TheMethodofEquiva

6、lentStressIntensityFactor(E-SIF)，CriticalDistanceMethod(CDM，suchasPointMethod—PM，LineMethod-LM)andCriticalPlaneMethodaremainlydiscussed．1heFiniteElementMethodiSusedtoestablishthe2Dand3Dmodelsoffatiguespecimens．Thedistributionof10calstressfieldofeachspecimenisa

7、nalyzedindetails．Bytheverificationoffatigueexperiments，themethodsaboveCangivethereasonableassessmentoffatiguestrengthofjoints(non-load—carryingcruciformfilletweldsandfilletweldedjointswithattachments)aswelded．TheEquivalentStressIntensityFactorMethodiSnotSOsens

8、itivetofiniteelementmeshsizeinstressconcentrationzone．anditismoresuitableforthesharpnotchcondition．necriterionissuitableforthefatigueestimationofasweldedjointsandweldtoewitllsmallr