桥式起重机焊接部件疲劳裂纹寿命估算

讨论了疲劳裂纹起始寿命公式和局部应变法在桥式起重机焊接件裂纹起始寿命计算中的应用。讨论了统计学、疲劳裂纹概率断裂力学和Monte Carlo法在桥式起重机焊接件裂纹扩展寿命计算中的应用。最后,应用Monte Carlo法和Weibull分布对桥式起重机焊接件疲劳裂纹总寿命进行分析。     

汽车焊接桥壳失效原因分析

汽车焊接桥壳在台架试验中发生早期断裂。对桥壳的开裂位置、断口的宏微观特征进行观察分析,对桥壳材料的化学成分、硬度和金相组织进行了测试和分析,结合有限元模拟方法,分析桥壳受力。结果表明:断裂发生在下板托焊缝端部,断口呈现明显的疲劳特征;造成断裂的主要原因是板托焊缝端部的应力水平较高,以及焊缝存在未焊透缺陷加剧应力集中,名义应力较大,诱发了疲劳疲劳裂纹源的萌生,提出了提升焊接质量、优化桥壳附件设计等措施,对延长桥壳的疲劳寿命具有指导意义。     

TC17钛合金电子束焊接接头的疲劳裂纹扩展规律及疲劳剩余寿命

首先通过试验取得母材及焊接接头的疲劳裂纹扩展速率,然后结合TC17钛合金电子束焊接接头CTOD试验结果及裂纹容限计算值,以估算其疲劳剩余寿命.结果表明:在低应力水平或低△K下,TC17电子束焊缝的da/dN数据与母材的基本相当;然而随着应力水平的增加,焊缝的da/dN值越来越大.在初始裂纹尺寸相同的情况下,TC17合金电子束焊缝与母材疲劳裂纹扩展寿命曲线存在交叉点.当应力幅大于交叉点应力幅时,TC17母材疲劳裂纹扩展到临界裂纹尺寸的剩余寿命要高于相应焊缝的剩余寿命;当应力幅小于交叉点应力幅时,TC17母材扩展到临界裂纹尺寸的剩余寿命要低于相应焊缝的剩余寿命.     

十字接头恒幅和变载荷历程疲劳试验结果及预测

对十字接头分别进行恒辐轴向载荷和变载荷历程疲劳试验,接头疲劳裂纹通常开始发生在焊缝根部,但如果接头变形引起的弯曲应力较大,疲劳裂纹也可能发生在焊缝趾部。本研究试图找出影响焊接接头疲劳寿命各参数之间的相互关系,并利用作者引伸的焊接接头疲劳裂纹起始－扩展模型较精确地预测复杂焊件的疲劳寿命。该模型把疲劳裂纹起始寿命看成是疲劳裂纹萌生,早期生成并聚合成主疲劳裂纹的循环次数,利用应变控制疲劳数据和Ｐａｌｍｇ     

载荷方向对TC4钛合金激光焊缝疲劳性能的影响

针对不同载荷方向对TC4钛合金激光焊缝的疲劳性能的影响展开对比试验分析,对激光直、斜焊缝的疲劳寿命和疲劳断口进行了对比计算与分析.结果表明,直焊缝试件的疲劳寿命相比斜焊缝的分散性小,斜焊缝试件的中值疲劳寿命是直焊缝的1.98倍;直、斜焊缝试件疲劳裂纹均起始于显微硬度最低的热影响区表面,直焊试件裂纹在焊缝区扩展至断裂,疲劳裂纹扩展区有脆性解理特征,而斜焊试件裂纹穿过焊缝进入母材扩展至断裂,扩展区有典型韧性扩展特征;在瞬断区,斜焊缝试件比直焊缝表现出更好的韧性.     

未焊透焊缝疲劳强度分析及工程应用

本文针对工程中焊接结构大量采用单面焊对接焊缝这一事实,对含有未焊透缺陷的单面焊对接焊缝试件进行了疲劳试验,得到了疲劳强度曲线。由于单面焊对接焊缝中的未焊透缺陷位于试件根部表面,在缺陷率相同的条件下,其疲劳强度损失比双面焊未焊透焊缝更严重。试件母材为低碳钢钢板(σ_b≥450MPa)。本试验结果应用于钢瓶焊缝的缺陷容限分析,为制订我国民用在役液化石油气钢瓶判废标准提供了实验依据。     

2219铝合金搅拌摩擦焊焊接接头的疲劳性能

通过疲劳寿命试验、断口和金相组织观察,研究了2219铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳断裂特征,分析讨论了搅拌摩擦焊焊接过程中产生的焊缝根部"吻接"缺陷对其疲劳性能的影响.结果表明,焊缝根部"吻接"缺陷是影响搅拌摩擦焊接头疲劳行为的主要因素.无"吻接"缺陷试样断裂于焊缝前进边侧,疲劳裂纹起源于焊缝底部,接头具有较高疲劳寿命;有"吻接"缺陷试样断裂于焊核中心,疲劳裂纹起源于"吻接"处,接头疲劳寿命较短.     

基于平均等效应力强度因子的焊缝疲劳寿命预测

目前普遍应用的焊缝疲劳仿真分析方法主要有名义应力法和结构应力法,针对两种方法的应用局限性及未考虑剪切结构应力导致的预测精度不高等问题,提出了一种新的高精度焊缝疲劳寿命预测方法。该方法是以断裂力学为理论基础,通过有限元软件提取焊缝周围节点的节点力及力矩,并通过一系列计算得到整个裂纹扩展路径上的平均等效应力强度因子ΔKeq,并将其作为本文中焊缝疲劳寿命预测方法的评价参数。通过对DP800GI和HSLA350GI两种高强钢材料的搭接接头进行疲劳试验,并将ΔKeq与试验所得的疲劳寿命数据进行双对数回归分析,得到的一条主ΔKeq-N曲线作为焊缝的疲劳寿命预测曲线,并与目前的名义应力法和结构应力法进行预测精度对比,得出本文中的焊缝疲劳寿命预测方法的预测精度高于目前的名义应力法和结构应力法。     

含错位效应十字焊接接头疲劳可靠性评估

探究缺陷效应对焊接件疲劳性能的影响是控制焊接质量的重要内容.文中引入焊接缺陷参数的影响,基于累计寿命-临界损伤建立含缺陷承载十字焊接接头疲劳可靠性分析模型.首先,根据结构件焊缝和缺陷参数以及载荷条件,建立有限元计算模型,并基于平均应变能密度方法 (average strain energy density method,SED)和热点应力方法 (hot spot method,HS)等评估方法探究各特征参数对疲劳性能的影响.其次,结合BP神经网络和Miner线性累计损伤准则建立可靠性分析模型,以概率统计相关参数为基础系统分析疲劳载荷和变异系数对于疲劳可靠性指标的影响.结果表明,位移和角错位及其概率分布参数显著影响焊件的疲劳寿命分布及可靠性概率,该可靠性模型为工程焊件的疲劳寿命设计及监测检修提供参考依据.     

压力蒸汽灭菌器内层开裂分析

压力蒸汽灭菌器内层使用较短的时间出现开裂。采用化学成分分析和宏、微观检验等方法对开裂灭菌器内层进行了分析。结果表明:焊缝末端未焊透,压力蒸汽灭菌器工作时循环抽真空充水蒸气在该处形成应力集中成为疲劳源,工作一段时间后,压力蒸汽灭菌器内层开裂。