焊接对接接头疲劳寿命的预测

在Ｄ３６钢焊接对接接头的低周疲劳试验的基础上，利用Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ定律对试验数据进行了分析处理，得出了焊接接头应变与疲劳寿命之间的关系。利用这一关系可以对任意应变下焊接接头的疲劳寿命进行预测。同时，对焊接接头疲劳寿命的影响因素进行。     

对接焊接接头的疲劳寿命预测

本文在Ｄ３６钢对接焊接接头的低周疲劳试验的基础上，利用Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ定律对试验数据进行了分析处理，得出了焊接接头应变与疲劳寿命之间的关系，利用这一关系可以对任意应变下焊接接头的疲劳寿命进行预测。同时结合对疲劳断口显微分析，讨论了焊接接头疲劳寿命的影响因素。     

基于RS_RBFNN的钛合金焊接接头疲劳寿命预测

建立了基于RS与RBF神经网络集成的钛合金焊接接头疲劳寿命预测模型(RS_RBFNN),该模型首先基于熵的连续属性离散化算法离散化疲劳数据并应用遗传算法约简疲劳寿命评价指标;基于最小约简指标提取焊接结构疲劳寿命分类判别规则以及对RBF神经网络进行训练;最后使用粗糙集理论判别与规则库匹配的检验样本疲劳寿命等级,使用RBF神经网络判别不与规则库任何规则匹配的检验样本疲劳寿命等级.基于钛合金疲劳试验数据的实证分析结果表明,RS_RBFNN模型容错性较好、精度较高,对钛合金焊接结构疲劳寿命预测具有一定的实际指导意义.     

304H焊接接头蠕变疲劳寿命预测

文中进行了温度680 ℃,具有保持时间的304H对接焊试样在超声波消应力、焊态固溶处理状态下的蠕变疲劳试验. 结果表明,超声波消应力处理不能改善失效寿命,固溶处理可以显著提高失效寿命,固溶处理失效寿命约为焊态的1.6倍,同时根据四种蠕变疲劳寿命预估模型建立了680 ℃304H不锈钢焊态蠕变疲劳寿命预估式,并对四种寿命模型寿命预测效果进行了比较,其精度由高到低依次是延性耗竭法、平均应变速率法、应变能频率分离法、延性耗竭与损伤力学法.     

基于变精度粗糙集的铝合金焊接接头疲劳寿命预测

采用变精度粗糙集方法对铝合金焊接接头疲劳寿命预测进行建模,采用基于联合熵的离散化算法和属性约简算法对信息进行处理,获取能预测铝合金焊接接头疲劳寿命的动态模型,并对该方法的主要步骤和关键问题做了阐述.基于试验室获取的小批量试验数据对该模型进行试验分析,结果表明,该模型既具有一定的噪声容忍度又具有较高的正确度和覆盖度.该方法拓展了粗糙集理论的应用领域,并为铝合金焊接接头疲劳寿命的预测提供了一种新方法,具有较大的应用潜力.     

焊接接头低周疲劳损伤分形演化模型

用宏观与微观相结合的方法研究焊接接头疲劳损伤演变规律。认为焊接接头疲劳裂纹扩展路径在一定尺度范围内具有分形特征。用分形几何学方法建立裂纹扩展模型，将断裂力学的概念运用到损伤力学演化规律研究中，给出分形有效应力强度的表达式以及损伤演化率方程，推导出损伤演变方程，为从微观层次定量描述焊接结构疲劳断口特征及宏观疲劳断裂特性提供了一种新方法。     

T型焊接接头弯曲疲劳寿命预测方法

采用数值模拟方法对弯曲载荷下T型焊接接头疲劳裂纹由萌生至断裂过程进行研究,将焊接构件疲劳总寿命分为裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命,提出一种基于缺口效应和断裂力学的疲劳寿命预测方法。首先针对T型接头进行有限元建模,基于应变-寿命曲线与Neuber公式计算T型接头局部应变集中区域的裂纹萌生寿命,并将这一阶段结束时的初始裂纹设为半椭圆形表面裂纹;然后在T型接头中创建与实际裂纹相符的半椭圆形状裂纹,结合Dugdale模型和Westergaard应力函数,根据有限元分析结果迭代计算半椭圆裂纹尖端的真实应力强度因子,建立裂纹尖端应力强度因子随裂纹深度及附加应力变化的拟合公式;最后结合Pairs理论计算焊接构件裂纹扩展寿命,并与T型接头弯曲试验结果进行对比验证。结果表明:基于缺口效应和断裂力学的疲劳寿命预测值在试验结果的两倍误差带内,与试验结果具有较好的一致性;相同条件下,T型接头焊趾应力强度因子相比平面应变状态增加了25%; T型接头弯曲疲劳强度比拉伸疲劳强度高12%。     

基于不同S-N曲线的横向十字焊接接头疲劳寿命预测

通过疲劳分析软件MSC.Fatigue自动生成了3种不同S-N曲线,即试验S-N曲线、经验S-N曲线和标准S-N曲线,考虑了残余应力、平均应力、接头外形对焊接疲劳的影响,并按相关规则修正后对碳钢Q235B十字焊接接头进行了疲劳寿命预测,并进行了比较分析.结果表明,基于MSC.Fatigue的S-N曲线法模拟的焊接接头疲劳损伤部位及损伤程度与试验结果一致;试验S-N曲线预测值与标准S-N曲线预测值偏差在7.9%~28%,与经验S-N曲线预测值偏差3.3%~19%,经验S-N曲线预测结果偏高,而标准S-N曲线预测结果相对比较保守.     

TA5钛合金焊接接头的低周疲劳性能

分析了TA5钛合金不同余高焊接接头的低周疲劳性能。结果表明，当TA5钛合金焊接接头工作在应变值小于0．35％时，焊接接头的低周疲劳寿命随焊接接头余高的增加而降低，当应变值高于0．35％时规律不明显。在较高应力应变条件下，呈循环软化特性，在低应力应变条件下的循环硬化特性不明显。同时，给出了焊接接头的循环应力应变曲线的表达式。以及焊接接头光滑试样的低周疲劳寿命表达式。     

焊接接头材料低周疲劳断口的分形分析

对16MnR压力容器用钢焊接接头应变控制的低周疲劳试验,运用计算机视觉系统测量疲劳断裂粗糙表面,用二维变差法(Variation Method)计算了断口(焊缝金属和焊接热影响区)的Hausdorff维数,发现其随循环滞回能的增加而降低,焊接热影响区断口的Hausdorff维数的变化比焊缝金属断口的Hausdorff维数变化大;建立了疲劳寿命同Hausdorff维数的关系,说明分形维数愈大疲劳寿命愈长。     

低周疲劳寿命预测的能量模型探讨

从熵守恒定律和能量守恒定律出发,推导出一个新的低周疲劳寿命预测能量模型,并以该模型为基础,对线性累积损伤法则进行了探讨．通过316L钢420℃环境下应力控制的低周疲劳实验,用该模型及基于该模型的线性累积损伤法则进行了低周疲劳寿命和剩余寿命的预测,预测结果与实测结果符合较好．     

基于信息熵的铝合金焊接接头疲劳寿命分析方法

建立了基于信息熵的铝合金焊接接头疲劳数据分析模型,通过对比分析各决策属性的信息分熵,研究了应力集中、板厚与载荷类型等因素对焊接结构疲劳破坏的定量贡献. 结果表明,三种应力类型疲劳数据分布的信息总熵分别为0.997 7,0.910 0和0.817 9,基于权重信息熵的降低的总趋势与S-N曲线标准偏差越来越小的情况存在一致性. 对于基于结构应力的疲劳数据分布,膜应力集中系数(SCFm)基于权重的信息分熵为0.675 4,对于结构应力疲劳数据分布起主要作用;对于等效结构应力,应力比的基于权重的信息分熵为0.622 3,说明应力比对于等效结构应力疲劳数据分布起重要作用.     

延长焊接接头疲劳寿命的方法

焊接接头疲劳寿命的长短直接影响工件或设备的使用年限,为了获得更为优质的焊缝质量,延长焊缝的疲劳寿命一直是研究热点。阐述疲劳寿命的概念,分析疲劳断裂原因和疲劳断裂过程;重点讲解通过调整关键性的焊缝外观细节来提高焊接接头疲劳寿命的方法、操作要求和注意事项。5种提高疲劳寿命的方法分别是改善焊缝的剖面形状、焊趾打磨、焊趾锤击、焊趾重熔、打磨焊趾并锤击。     

油气管道的低周腐蚀疲劳研究及剩余寿命预测

针对在役管道严重的腐蚀疲劳倾向性,比较前人相关的研究方法,提出了一种以大试样(480 mm×38mm×12 mm)纯弯曲来研究低周腐蚀疲劳的新方法.以"西气东输"输气用螺旋焊管(X70)为研究对象在两种腐蚀环境下(大气、3%NaCl水溶液)进行了验证实验,并在实验基础上建立了裂纹扩展速率的经验公式dl-dN=a b·ln(p·△K)并确定了常数a、b.根据实验获得的数据结合计算软件Maple估算了两种腐蚀环境下构件的剩余使用寿命,获得的三维关系图对解决实际问题具有指导意义.     

基于改进Voronoi图法的焊接接头微观组织建模

为了从微观尺度研究焊接接头的疲劳裂纹萌生过程,对传统的Voronoi图法进行改进,建立了焊接接头焊缝区柱状晶及细、粗等轴晶混合晶区的微观组织模型.?首先依据金相试验结果将焊缝区划分不同微观区域,通过控制不同微区种子点的密度和位置生成等轴晶及柱状晶微观组织模型,再通过布尔运算合并微区,建立焊缝区混合晶区微观组织模型.?结...     

2219铝合金焊接接头疲劳寿命的计算机预测与试验验证

根据2219铝合金不同疲劳断裂位置的力学性能参数,采用通用法、四点法、改进四点法和混合法对2219铝合金焊接接头的疲劳寿命进行了计算机预测与试验验证。结果表明,疲劳断裂部位的力学性能参数是影响疲劳寿命计算结果的关键因素,采用局部力学性能参数得到的焊接接头疲劳寿命的计算值/试验值的分散性最小,其中改进四点法和混合法计算得到的疲劳寿命与试验值较为接近。     

基于局部应变法的焊接微区低周疲劳性能

针对忽略焊接力学不均匀性的名义应变法评价焊接接头低周疲劳性能不准确的问题,提出一种考虑焊接接头力学不均匀性、基于弹塑性有限元计算的局部应变法,对焊接接头的低周疲劳性能进行准确评价.通过耐热钢电弧焊接头光滑试样和焊缝光滑试样的低周疲劳试验,以及焊接接头光滑试样在加载过程中的弹塑性有限元计算,采用名义应变法和局部应变法分别对耐热钢电弧焊接头光滑试样进行低周疲劳性能评价.结果表明,耐热钢电弧焊接头在低周疲劳载荷下断裂于焊缝区域.采用名义应变法评价该焊接接头时,结果偏保守.由于局部应变法考虑了焊接接头的力学不均匀性,基于断裂微区的局部应变进行疲劳性能评价,发现采用局部应变法得到的焊接接头应变—寿命曲线与断裂微区焊缝的应变—寿命曲线一致.     

基于Pavlou方法的焊接结构疲劳寿命预测

变幅载荷作用下的疲劳寿命预测一直是焊接结构完整性评估的重要内容.基于Pavlou提出的疲劳损伤区概念,采用BS7608标准中推荐的S-N曲线,运用有限元热传导分析技术,提出了一种焊接结构疲劳寿命的预测方法.针对承载型十字焊接接头、非承载型十字焊接接头和对接焊接接头,开展了二级变幅载荷谱块的拉伸疲劳试验,分别采用Miner模型、M-H模型和Pavlou方法估算了试件的疲劳寿命.结果表明,Pavlou方法的预测精度明显高于其它2种模型,预测寿命与试验寿命误差散射图中数据点的分布形态更加合理,验证了Pavlou方法的精确性和有效性.进一步讨论了焊接接头S-N曲线存活率对疲劳寿命预测精度的影响,提出2.3%存活率可以获得较为满意的预测结果.     

基于灰色系统理论的A7N01铝合金焊接接头疲劳寿命预测

以A7N01铝合金MIG焊接试样为研究对象,通过拉伸试验和疲劳试验确定A7N01焊接接头的应力应变曲线及疲劳寿命曲线;利用灰色系统理论建立GM(1,1)模型和等维灰色递补GM(1,1)模型,将两模型运用到A7N01铝合金焊接接头疲劳寿命预测中,并用试验值对两模型的预测精度进行评估。评估结果表明,GM(1,1)模型和等维灰色递补GM(1,1)模型均可对A7N01铝合金焊接接头疲劳寿命进行预测,且等维灰色递补GM(1,1)模型的预测精度高于原始GM(1,1)模型,等维灰色递补GM(1,1)模型可以更好地预测A7N01焊接接头的疲劳寿命。     

基于集成数据驱动方法的焊接接头疲劳寿命预测模型

文中基于集成数据驱动方法 (临界合成少数过采样技术、极端梯度提升算法、深度卷积神经网络)建立了一种新型疲劳寿命智能预测模型.其中，临界合成少数过采样技术用于疲劳性能数据库的数据增强，极端梯度提升算法实现疲劳寿命影响因素的权重分析，深度卷积神经网络作为模型框架用于理解疲劳寿命及其影响因素之间的多重非线性关系.根据不同技术组合的分析，发现权重分析和数据增强均有利于预测精度的提高，前者效果优于后者.并通过与其他新颖预测模型的对比，验证了所提出的方法的预测准确度和稳定性.