基于疲劳强度的焊接结构设计与分析

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1、·92·煤矿机电2012年第3期基于疲劳强度的焊接结构设计与分析丁剑伟，王敬源(昆山晋桦豹胶轮车制造有限公司，江苏昆山215321)摘要：通过分析影响焊接结构疲劳强度的各种因素，从焊接结构设计和焊缝工艺设计两个方面阐述了提高焊接结构疲劳强度的一些措施，利用疲劳强度理论进行焊接结构设计是实现焊接结构可靠性设计的重要前提。关键词：焊接结构；疲劳强度；焊缝工艺中图分类号：TH161．3文献标识码：B文章编号：1001—0874(2012)03—0092—04DesignandAnalysisofWeldingStructureBa

2、sedonFatigueStrengthDINGJian—wei，WANGjing—yuan(KunshanJin—hua—baoTyre—WheeledVehicleCo．，Ltd．，Kunshan215321，China)Abstract：Bymeansofanalyzingtheimpactfactorsofweldingstructure’Sfatiguestrength，themeasuresforimprovinganti—fatiguestrengtharedescribedfromweldingstructu

3、redesignandweldingtechnique．Finallyillustratesthatusefatiguestrengththeoryistheimportantpremiseofvehicle’Sreliability．Keywords：weldingstructure；fatiguestrength；weldingtechnique焊接结构的基本形式分别有：对接、角接、搭0引言接、T形接、十字接头等，如图1所示。矿用车辆的钢结构大多为板梁结构，基本采用击元g占焊接的方式连接。随着国家对大型现代化煤矿建设对接

4、接头单面盖板接头双面盖板接头搭接接头的不断推进，煤矿辅助运输车辆焊接结构将承受更大的静载荷和动载荷，疲劳失效的现象更易频繁发一}=]一—生。为了改善我公司车辆产品中某些焊接结构疲劳———一——，失效频繁发生的问题，本文通过分析影响焊接结构T型接头十字接头角接头卷边接头疲劳强度的因素人手、从焊接结构设计和焊缝工艺图1焊接结构的基本形式设计这2个方面，阐述提高焊接结构疲劳强度的一1．2焊接结构的特点些有效措施。与铆接、胶接等其它机械联接的结构相比，焊接1焊接结构的基本形式、特点及设计要求结构具有以下几个特点：1)结构紧凑，节约材

5、料，工艺简便，生产周期1．1基本形式和自我诊断，提高了矿井生产的安全性和自动化程(1)．[3]尹文波，张鲁花，张惠民．煤矿井下中央水泵房自动化控制系度，降低了运行成本，延长了设备使用寿命等，具有统设计[J]．煤矿机电，2010(2)较好的经济效益。作者简介：王新环(1979一)，女，讲师。2005年毕业于河南理工大参考文献：学(硕士学位)，现从事教学和科研工作，研究方向为工业过程控制[1]王华，王言堂，刘猛．矿井中央水泵房自动化排水系统的设计和特种电动机控制，发表论文多篇。[J]．煤矿机电，2010(5)．(收稿日期：201

6、2—01—09；责任编辑：姚克)[2]熊树．矿井中央泵房自动控制系统[J]．工矿自动化，2005·94·煤矿机电2012年第3期确定疲劳设计应力还重要。只有当焊接接头和结构3焊接结构疲劳强度设计的一般原则设计合理，焊接工艺完善，焊缝金属质量良好时，才根据焊接结构的特点和大量实际焊接结构设计能保证焊接接头和结构具有较高的疲劳强度。的实践经验，得出在焊接结构疲劳强度设计时应予4．2焊接结构的合理设计以遵循的几项原则：1)焊缝的位置应便于施工，承受动载的重要接1)承受拉伸、弯曲和扭转的构件应采用长而圆头应采用对接接头。滑的过渡结构

7、以减少刚度的突然变化。2)焊缝应尽量处于平焊位置；对接接头应避免2)优先选用对接焊缝，尽可能少用角焊缝。加盖板(图3)；尽量减少焊缝数量及长度，缩小不必3)采用角焊缝时最好用双面角焊缝，避免使用要的焊缝截面尺寸。单面焊缝。+E=4)采用带有搭接盖板的搭接接头，尽可能不用偏心搭接。不合理5)使焊缝(特别是焊趾、焊缝根部和焊缝端图3对接接头避免加盖板部)位于低应力区(如弯曲时中性带、承受小弯矩的3)焊缝布置应避免密集或交叉，并应尽量对部分区域、孔边缘上使缺口应力为零的地方、过渡段称。和转角以外部位)，使各因素引起的缺口效应分散4

8、)焊缝布置应避开机械加工表面，并应避免截而避免形成叠加。面突变。6)在焊趾、焊缝根部及焊缝端部缺口的之前或5)焊缝布置应尽量避开最大应力位置或应力之后，且处于力流之中的位置设置一些缓冲缺口，以集中位置，见图4。消除或降低上述缺口部位的应力。lF7)承受横向弯曲的构件应缩短支承间距，以减少弯