焊接头杆结构应力强度因子分析

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1、中图分类号至壁垒UDC621硕士学位论文学校代码!Q§三三密级坌五焊接斗杆结构应力强度因子分析AnAnalysisontheStressIntensityFactorsofWeldingArmStructure作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：．左杰机械工程机械设计及理论机电工程学院龚进教授级高工论文答辩日期型呦四答辩委员会主席五辚中南大学二p‘年五月硕士学位论文原创性说明原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不

2、包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：垒壅日期：j型三年』月王日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供

3、信息服务。作者签名：曰期：丝盟年丘月王日硕士学位论文摘要焊接斗杆结构应力强度因子分析摘要：斗杆作为挖掘机工作装置的关键部件之一，其结构安全性能和寿命直接影响整机性能。针对工程实际中存在的斗杆开裂失效事故，本文在分析斗杆现有设计和分析方法不足的基础上，提出了采用有限元法对含缺陷斗杆结构的裂纹前缘应力强度因子进行研究，分析缺陷对结构的影响，主要的研究内容如下：运用壳固混合建模结合子模型技术，对斗杆进行了危险工况下的有限元分析，了解其应力、应变分布。结果显示子模型分析结果和整体分析结果具有很好的吻合性。以子模型为基础，建立含缺陷结构的三维实

4、体模型，从而实现真实载荷下的裂纹前缘的应力强度因子研究。分析了常见焊接裂纹萌生的形式，在实体子模型的基础上建立了含表面裂纹T型单边角焊缝的三维实体裂纹模型，分别对腹板上的焊址、翼板上的焊址和焊波处裂纹的不同类型应力强度因子的变化规律进行了研究。针对板材可能含有轧制缺陷，以底板为研究对象，对不同角度、尺寸和自由表面裂纹的不同类型应力强度因子的变化规律进行了研究。通过上述研究，得到了不同部位裂纹的不同类型应力强度因子的变化规律，揭示了表面裂纹对斗杆的损伤机理。以SWE230挖掘机为实验平台，对斗杆进行了静应力测试实验，验证了有限元分析模型

5、和结果的正确性，同时也间接论证了在此基础上的裂纹前缘应力强度因子研究的边界条件的真实性。关键词：斗杆；子模型；缺陷；应力强度因子分类号：TH24硕士学位论文ABSTRACTAnAnalysisoftheStressIntensityFactorsofWeldingArmStructureABSTRACT：ArmiSoneofthekeycomponentsofanexcavatorworkingdevice．thestructuresafetyperformanceandlifeofwhichdirectlyaffectsthewho

6、lemachine’Sperformance．Asthestrengthanalysisofamwithoutconsideringtheaffectionofcracks，appearedinthestructure，onthestrengthandlifetime，thisarticle，employingthefiniteelementmethod．studiesthestressintensityfactorsofcrackborderofthearmwithcracks，andmakesananalysisonthecrac

7、ks’effects．Themainresearchcontentsareasfollows：Accordingtotheneedsoftheresearchpurposes，themodelingmethodoffiniteelementanalysiswasapplied．Thispaper，usingthesub—modelmethodcombinedshellsolidhybridmodelinganalysismethod，hascarriedafiniteelementanalysisonthearmunderthedan

8、gerousworkingconditionstounderstandthedistributionofstressandstrain．Theresultsshowthattheresultofsub—modelanal