双相不锈钢焊接接头疲劳评定体积法

应用体积法对SAF2205双相不锈钢两种不同形式的焊接接头疲劳强度进行了评定研究，对该方法的适用性和有限元计算过程影响因素进行了分析讨论。结果表明，对焊态焊接接头，体积法局部平均应力△σave|Ω参量为具有一定普遍意义的疲劳控制参量，对于讨论的两种接头，由△σave|Ω表示的焊接接头疲劳强度与接头形式无关；对SAF2205双相不锈钢两种不同形式焊接接头，其局部疲劳强度△σave|Ω=411.3MPa；采用体积法进行疲劳评定时，为得到合理的评定结果，应选取最小单元尺寸emin≤0．14mm进行计算。上述结果为简化焊接接头疲劳评定提供重要依据。     

焊接接头疲劳评定的局部法研究现状

局部法(Local Approach)是近年来发展起来的焊接接头疲劳评定的一种新方法。目前已提出了多种焊接接头疲劳评定的局部准则，如缺口应力强度因子法(N—SIF)、等效应力强度因子法(E—SIF)、临界距离法(CDM)包括点(PM)、线(LM)和面(AM)法、临界面法及体积法。文中对这些局部法的基本原理、分析步骤及影响因素进行了介绍，综述了局部法研究现状并对目前局部法研究存在的问题进行了讨论。     

用性能梯度曲线评定焊接接头

介绍用性能梯度曲线对焊接接头机械性能的评定以及微型剪切试验在焊接技术中的应用。     

焊接接头疲劳评定的结构热点法研究现状

结构热点法(stnlctural hot spot stress)作为一种切实可行的疲劳评定方法已经引起人们的注意,并陆续在一些行业中得到应用.该方法的关键问题就是结构热点应力的计算方法和热点应力S-N曲线的获得.文中就目前所提出的几种热点定义方法和各种方法的比较进行了回顾,对热点应力曲线的获得和研究进展作了阐述,最后指出该方法在今后研究中所要注意的几个问题.     

基于CDM法AZ31B镁合金焊接接头疲劳评定

采用临界距离法(CDM)中的点法和线法对AZ31B镁合金对接接头和横向十字接头进行疲劳评定.对两种焊接接头进行了疲劳试验,采用ANSYS有限元软件建模分析,计算出两种评定方法的局部应力参量Δσloc,拟合出相应的S-N曲线,并与疲劳试验结果进行了对比分析.结果表明,采用CDM法可以对镁合金焊接接头进行疲劳评定,其评定结果与疲劳试验结果相符合.依据应力集中大小可以有效预测疲劳断裂位置,在2×106循环次数下,两种焊接接头点法的疲劳强度分别为79.55和49.10MPa,线法的疲劳强度分别为79.01和44.38MPa.     

车体结构铝合金焊接接头疲劳性能研究

铝合金因其质量轻、力学性能好成为列车车体制造的首要选择.而焊接是铝合金车体制造的主要方式,但铝合金焊接接头的疲劳性能与钢相比较差,疲劳断裂是铝合金焊接结构的主要失效方式之一.采用疲劳试验与数值分析相结合的方式,研究铝合金焊接接头的疲劳性能.研究结果表明:铝合金焊接接头是在比较低的交变应力条件下发生断裂的.瞬断区上有明显的舌状花样,断裂方式为典型的解理断裂,在断口上有较低的脊岭.材料中产生的空穴往往是裂纹源萌生的源头.焊接缺陷气孔和未焊透造成试件在几何形状上的不连续和截面面积的减小,导致应力集中现象产生,降低试件疲劳性能.     

基于结构应力的焊接接头疲劳分析

基于结构应力法对来自相关文献中的16Mn钢十字非承载焊接接头、十字承载接头和纵向立板角焊缝接头的疲劳强度的试验数据进行了分析.推导了适合有限元计算的离散结构应力计算公式,得到焊接接头的结构应力集中系数.证实了该方法具有网格划分不敏感性,给出了应用结构应力法进行疲劳评定时适合上述各类接头的结构应力S-N曲线.结果表明,同名义应力法相比较,采用结构应力表示的焊接接头疲劳试验数据其分散性较小.     

转向架用SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳试验方法对SMA490BW钢焊接接头的超高周疲劳性能进行研究,通过X射线应力仪对焊接试样残余应力进行测试,采用扫描电镜对疲劳裂纹的萌生、扩展及疲劳断裂机理进行观察和分析. 结果表明,SMA490BW钢母材的疲劳性能远高于焊接接头,在1 × 10⁸循环周次条件下,接头的疲劳强度为141 MPa,仅为母材的44.2%. 接头裂纹主要萌生于焊趾表面缺陷处,疲劳断裂机理表现为准解理断裂, 并伴有塑性变形痕迹. 焊趾处几何不连续造成的应力集中和焊缝及其附近区域一定的残余拉应力,以及接头各微区组织和性能的不均匀性,是导致焊接接头疲劳性能偏低的主要原因.     

铁路快捷货车焊接转向架典型接头疲劳性能研究与应用

采用三点弯曲疲劳试验和断口微观分析等方法对焊态(不做工艺处理)和焊后经不同处理的快捷货车焊接转向架的典型焊接接头疲劳性能进行研究。研究结果表明:全熔透T型接头焊态的疲劳强度为146.25 MPa,焊趾经打磨处理后接头的疲劳强度为165.75 MPa,焊趾经喷丸处理后接头的疲劳强度为180.45 MPa,焊趾经打磨+喷丸处理后接头的疲劳强度为203.75 MPa。通过焊后对焊趾进行打磨、喷丸以及打磨+喷丸处理,可有效改善接头焊趾部位的应力集中,并使焊趾处表面拉应力变为压应力,显著提高T型全熔透焊接接头的疲劳强度。     

基于热点S-N曲线的Q235B焊接接头疲劳评定的数值模拟

在有限元技术的支撑下,通过热点应力法和回归计算获取焊接接头热点S-N曲线相关参数,在有限元疲劳软件MSC.FATIGUE中实现中值热点S-N曲线的生成和修正,并比较试验疲劳寿命和模拟疲劳寿命.模拟结果表明:通过热点应力法得到的不同热点S-N曲线经过修正后,获取的Q235B钢焊接接头的疲劳强度与国际焊接学会推荐值基本符合,采用IIW推荐的一条热点S-N曲线可以实现Q235B钢对接接头和非承载十字接头的寿命估测,且结果与试验符合较好,与理论一致.     

Subsection method of fatigue design for welded joints treated by ultrasonic peening

Concerning the notable difference between the S-N curve slope of welded joints treated by ultrasonic peening treatment （UPT） and that of as-welded joints, the subsection method is put forward for fatigue design of welded joints treated by UPT, using the design method of nominal S-N curves. Results show that, in medium life zone, strength grade of the fatigue design curves for UPT welded joints is two grades higher than that for as-welded joints. Furthermore, in medium life zone, strength grade of the fatigue design curves for UPT welded joints is three grades lower than that in long life zone. Conclusion of the comparison is that as for different joint types in different life zones, fatigue design should be processed according to different S-N curves respectively.     

Improving the fatigue performance of longitudinal welded joints by low transformation temperature electrodes

0　IntroductionAfatigueisoneofthemainfailurescausesofweldedstructures.Manyexperimentshaveshownthatfatiguestrengthsofweldedjointsaremuchlowerthanthoseofbasemetal.Thefatiguecrackmainlyinitiatesatweldtoe ,becausetherearetensileresidualstressesandstressconcentrationinthisregion ,sothatthefatiguestrengthcanbeincreasedbybothmodifyingstressdistributionatweldtoeanddecreasingstressconcentration .Therearemanymethodstoimprovethefatiguestrengthsofweldedjoints[1,2 ] ,forexample ,TIGdress ing,hammerpeenin…     

双周疲劳载荷作用下焊接接头线性累计损伤分析

采用自制的超声频分量双周疲劳(CCF)试验装置,对16Mn的焊接接头试件进行低频疲劳载荷与超声频分量(高频)载荷复合加载,采用线性累计损伤理论来估算双周疲劳载荷作用下16Mn对接接头的疲劳寿命,并计算两个疲劳载荷分量各自造成的累计损伤比例.结果表明,使用Miner法则计算双周疲劳试件的疲劳累积损伤时,如果高低周疲劳载荷只是简单按照比例计算,会严重低估两个分量疲劳载荷之间的耦合作用;而低周疲劳载荷按外包络线计算的方法则能够很好的考虑到高低周疲劳载荷间的耦合作用.     

铝合金搅拌摩擦与MIG焊接接头疲劳性能对比试验

根据疲劳S-N曲线试验结果,对5A06铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接头的疲劳性能进行了初步比较,分析讨论了搅拌摩擦焊过程中所产生的焊接缺陷对其疲劳性能的影响.结果表明,在焊态下由于焊接接头几何形状等的影响,FSW的疲劳强度明显高于MIG焊接接头;对FSW焊缝根部的"吻接"缺陷(kissing-bonds)是降低FSW焊接接头疲劳寿命的主要因素,旋转搅拌工具在焊缝表面形成的多余飞边将对疲劳行为产生明显影响.     

超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头疲劳行为

使用带超声频载荷分量的双周疲劳试验装置对Q345钢焊接接头分别进行纯低周、纯高周以及双周循环加载条件下的疲劳试验.应力比R为O.5,高周载荷频率约19 kHz.结果表明,叠加于大幅低周循环载荷上的小幅高周循环载荷及叠加于大幅高周循环载荷上的小幅低周循环载荷都能够对焊接接头造成严重的疲劳损伤.通过按外包络线表征双周疲劳强度,如果疲劳寿命使用低周载荷循环周次表征,低估了高周载荷分量对焊接接头造成的损伤;如果疲劳寿命使用高周载荷循环周次表征,又高估了低周载荷分量对焊接接头造成的损伤.     

热点应力法评定焊接接头疲劳强度的影响因素

将三种方法确定的热点应力作为控制应力,引入焊接接头的疲劳切口系数,由Taylor的临界距离理论得到该系数.通过讨论接头类型、焊缝局部尺寸、板厚以及热点应力的确定方式对疲劳切口系数的影响,揭示热点应力法进行焊接接头疲劳评定的影响因素.结果表明,腹板厚度与焊缝局部几何尺寸对疲劳切口系数的分散性影响较小,但主板厚度的效应明显,由疲劳切口系数得到的板厚效应预测与试验结果接近;以两种外推法为基础构成的热点应力法能明显减少疲劳数据的分散性及其对接头类型与载荷形式的依赖性.     

基于壳单元的焊接接头的结构应力求解

以T形焊接接头和十字非承载接头为研究对象,采用壳单元求解焊接接头结构应力集中系数.详细推导了壳单元的结点力与沿焊趾截面的分布内力的关系;给出了采用壳单元求解结构应力的求解步骤;给出了采用壳单元模拟焊缝时壳单元的厚度参考值,基于壳单元建模技术得到的结构应力集中系数与平面实体单元的获得的结构应力集中系数非常相近;同时也证实这种基于壳单元的建模技术具有网格划分不敏感性.     

承载超声冲击提高TC4钛合金焊接接头的疲劳性能

利用自行研制的HJ-II型超声冲击处理装置对钛合金十字接头焊趾处进行了处理,并对接头的疲劳性能进行了研究.结果表明,在应力比R=0.5加载条件下,非承载超声冲击处理的TC4钛合金焊接接头较原始焊态的疲劳强度提高了约73.5%,寿命延长了12~17倍左右,承载超声冲击处理的TC4钛合金焊接接头较原始焊态的疲劳强度提高了148.1%,寿命延长了23~26倍左右.同时,从超声冲击前后应力集中系数的改变、焊接接头残余应力的改变、接头焊趾区表层塑性变形及硬度的变化等几个方面阐述了超声冲击提高焊接接头疲劳性能的机理,特别是承载超声冲击提高TC4钛合金焊接接头疲劳性能的原因.