桥式起重机焊接箱形梁的疲劳试验

作通过常幅疲劳试验，得到了焊接箱形梁的疲劳强度Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线和曲线方程：以及给定寿命下疲劳强度的分布；进行了变幅疲劳试验，根据得到的Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线论证变幅与常幅疲劳试验的相互关系；在试验过程中，收集了焊接箱形梁疲劳破坏裂纹的扩展历程数据，探讨了断裂的机理。     

铝合金焊接接头疲劳强度试验研究

通过焊接接头疲劳试验,对铝台金3A21和5083焊接接头疲劳性能和相应S-N曲线进行分析,计算对接和不同角接头疲劳强度和曲线参数,分析不同接头几何形状和焊趾半径对疲劳强度的影响,并且对不同几何型式的接头以及铝合金与钢焊接接头疲劳试验结果进行比较。不同的承载方式和接头几何型式导致应力集中;焊趾半径大小决定应力集中程度,最终影响焊接接头的疲劳强度。     

基于响应面法的装载机动臂结构可靠性研究

为了预测装载机动臂的可靠度,将动臂结构尺寸、材料属性和外载荷等参数视为随机变量,基于响应面法建立了动臂结构可靠性分析模型。该模型考虑了外载荷变化对动臂结构可靠性的影响,结合一次二阶矩法求解模型可靠度。利用该模型对ZL50型装载机动臂可靠性进行研究。结果表明,动臂的稳定性可靠度与铲装作业时所受外载荷为非线性关系,外载荷均值增大时,动臂可靠度以结构设计极限载荷为分界,呈现出不同的降低趋势。用S曲线模型可以很好地描述动臂可靠度与外载荷的变化规律。研究方法和结果为装载机动臂结构稳定性分析和结构优化提供了参考。     

用当量S—N曲线估算疲劳裂纹形成寿命

介绍了一种利用相对Ｍｉｎｅｒ法则估算构件在变幅载荷谱下裂纹形成寿命的当量Ｓ－Ｎ曲线方法。与常规的名义应力法相比，此方法不用常幅试验下得到的Ｓ－Ｎ曲线，而是根据该构件在两种载荷谱下的疲劳试验寿命，推导出能反映在变幅载荷谱条件下构件疲劳特性的当量Ｓ－Ｎ曲线为依据寿命估算。运用此方法，本文对文献（１）所给六种载荷谱下的试片寿命进行了计算，并以试验寿命为依据对按常规Ｓ－Ｎ曲线法修正的Ｓ－Ｎ曲线法，局部应力     

TIG熔修提高平台立焊接头疲劳强度及实船应用

海洋平台的实际结构中大量裂纹产生在结构的立焊焊缝位置上。针对立焊特点，试验采用模拟实际结构的异种钢T型焊接接头，选用实际船台材料A514-EH36，制定适合立焊的熔修工艺及规范，并进行相应的疲劳试验。利用最小二乘法给出立焊时疲劳寿命的估算式及S-N曲线。试验分析结果表明，熔修试件疲劳强度提高49．4％，寿命增加6倍。该补焊熔修工艺已试用于海洋平台实际结构的补焊修复之中。     

超声冲击法提高低碳钢焊接接头疲劳强度的研究

焊接结构中,焊接接头的疲劳强度远远低于母材的疲劳强度。大量的实验表明,疲劳裂纹主要起源于接头焊趾处,因此处理焊接接头焊趾将会提高接头的疲劳强度。文中利用自行研制的超声波冲击实验装置,对提高低碳钢焊接接头疲劳强度进行了研究。     

用当量S－N曲线估算疲劳裂纹形成寿命

介绍了一种利用相对Ｍｉｎｅｒ法则估算构件在变幅载荷谱下裂纹形成寿命的当量Ｓ－Ｎ曲线方法。与常规的名义应力法相比，此方法不用常幅试验下得到的Ｓ－Ｎ曲线，而是根据该构件在两种载荷谱下的疲劳试验寿命，推导出能反映在变幅载荷谱条件下构件疲劳特性的当量Ｓ－Ｎ曲线，并以此当量Ｓ－Ｎ曲线为依据进行寿命估算。运用此方法，本文对文献［１］所给六种载荷谱下的试片寿命进行了计算，并以试验寿命为依据对按常规Ｓ－Ｎ曲线法修正的Ｓ－Ｎ曲线法、局部应力应变法和本文当量Ｓ－Ｎ曲线法所估算出的结果进行了比较，结果表明。本文所介绍的方法不仅简单实用，而且精度要明显高于其他几种方法。     

动臂焊后尺寸质量分析与控制方法研究

动臂各零部件制造精度以及总拼工序定位精度会直接影响焊前动臂结构的尺寸精度,从而进一步影响焊接完成后动臂尺寸质量。提出了一种动臂焊后尺寸质量控制方法,以开档尺寸为例进行了说明。根据动臂焊接前后尺寸偏差实测数据,得到两者相关性系数;并基于动臂零部件的实际装配关系,建立总拼工序结构尺寸链简化模型,最后根据尺寸链原理对原有工装结构进行了改进设计。为动臂的焊接变形控制以及焊后尺寸波动控制提供了理论分析方法,并为实际工装设计提供指导。     

15MnVN钢焊接接头疲劳性能的试验研究

对１５ＭｎＶＮ钢手工焊焊接接头的疲劳性能进行试验研究,测定了焊接接头不同区域的疲劳裂纹扩展速率,以及不同加载条件下焊接接头的疲劳强度,分析了焊接接头组织变化和应力比对其疲劳性能的影响。     

考虑焊趾形貌的十字焊接接头疲劳评定研究

针对十字焊接接头,考虑焊趾形貌特征,分别建立了包含圆弧形焊趾和直线形焊趾的两种有限元模型,分析了焊趾局部的应力状态;以有效缺口应力为控制参量,估算了循环拉伸载荷作用下十字焊接接头的疲劳寿命;开展了相关疲劳试验,对估算结果进行了验证。研究表明焊趾形貌对焊接接头的疲劳特性有较大影响,圆弧形曲线可以较好地描述焊趾形貌,循环拉伸载荷作用下裂纹通常在焊趾部位萌生,且位于靠近焊缝端面的圆弧段凸顶点附近,考虑焊趾形貌的有效缺口应力法可以作为焊接结构疲劳寿命的有效评定方法。     

钢焊接接头的强韧性设计原则的研究

根据深缺口试验结果及其分析,统一了国内外焊接工作者在焊接接头的抗断裂性能方面对焊缝与母材的强韧匹配原则存在的似乎相互矛盾的认识,提出了新的钢焊接接头的强韧性设计原则。     

相变应力及其改善焊接接头的疲劳强度

基于钢铁材料相变体积膨胀的原理,自行研制成功专用低相变点焊条,在自然冷却条件下焊缝金属依靠相变应力可以获得残余压缩应力。利用所研制的低相变点焊条和普通E5015焊条分别对几种典型的接头进行焊接,疲劳试验证明：在2×106循环次数下,前者的焊接接头疲劳强度比后者提高11%～58%。同时还证明焊接接头的应力集中和拘束度越大,疲劳强度的改善效果越加明显。本方法为改善焊接接头的疲劳强度提供了一条新的途径。     

提高焊接接头疲劳强度的超声冲击法与TIG熔修法之比较

采用Q2 35B十字接头试件 ,就改善焊接接头疲劳强度的超声冲击法与TIG熔修法进行了全面对比。结果表明 :超声冲击处理对焊趾区硬度的影响不如TIG熔修明显 ;TIG熔修对焊趾几何外形的改善程度好于超声冲击法 ;TIG熔修处理工艺在焊趾区引入了残余拉应力 ,而超声冲击在焊趾区形成了较大数值的压缩应力。Q2 35B十字焊接接头经TIG熔修后 ,其疲劳强度 (2× 10 6 )提高 5 1% ,低于超声冲击处理对相同试件的疲劳强度 (2× 10 6 )改善程度 (6 4% )。     

海洋结构钢焊接接头低周疲劳强度的研究

对进口结构钢A537和国产结构钢E36模拟节点热点处应力状态制成接头试件,采用极大似然性原理组织试验,考察材料、介质（空气和海水）、工艺（焊后或焊修）对接头疲劳强度的影响,并获得这两种钢的焊接接头的概率-应力范围-寿命曲线（P-S-N）,对比管节点疲劳试验结构,表明“焊接接头疲劳寿命相对于管节点疲劳试验的启裂寿命”观点是安全的。     

不同强韧性组配的16Mn钢焊接接头的断裂性能和裂行为

对16Mn钢不同组配焊接接头的断裂性能和断裂行为进行了试验研究。认为在高应力塑性断裂和高应力脆性断裂状态下,16Mn钢接头的断裂强度为焊缝强度和接头各部分塑性变形能力所决定,提高焊缝强度以及提高焊缝和母材的塑性均有利于提高接头的抗断裂能力;在低应力脆性断裂状态下,接头的抗断裂性能是可以根据焊缝的低温冲击韧度进行评价的。焊接接头各部分塑性变形能力及其相互关系对焊接接头的断裂行为具有不可忽视的影响,是评价接头断裂性能的重要依据。     

点焊搭接接头中的应力分布及接头疲劳行为研究

基于实际点焊接头硬度分布的分析,建立了包括熔核,热影响区和母材的单点点焊搭接接头计算模型。用三维弹塑性有限元分析方法,全面分析了点焊搭接头的应力分布情况。分析结果表明：接头搭接区内表面上焊点边缘处的应力集中是接头高周疲劳裂纹起裂和扩展的决定因素。焊点边缘附近区域中的存在的高应力,导致高周疲劳裂纹由强度较低的母材起裂并扩展。     

2524-T3铝合金搅拌摩擦焊对接接头的疲劳性能

对2524-T3铝合金母材及三种尺寸搅拌摩擦焊(FSW)对接接头的疲劳性能进行了研究,获得了各试样的S-N曲线并进行了分析。结果表明:在疲劳寿命为1×105周时,小厚度、短焊缝FSW对接接头的疲劳强度约为母材的80.8%,大厚度FSW对接接头的疲劳强度约为小厚度、短焊缝FSW对接接头的80.3%,大焊缝FSW对接接头的疲劳强度约为小厚度、短焊缝FSW对接接头的79.9%。     

提高焊接接头疲劳强度的低相变点焊条和超声冲击方法

由于焊趾部位存在有应力集中和残余拉伸应力,焊接接头的疲劳强度远低于基体金属,超声冲击和低相变点焊条的应用是近年来发展的提高焊接接头疲劳强度方法。通过对横向对接焊接接头和纵向角接板焊接接头试件的疲劳试验,在2×106循环次数下与普通E5015焊条焊态试件相比,超声冲击处理的两种型式接头的疲劳强度分别提高50％和71％,低相变点焊条焊接的两种型式接头的疲劳强度分别提高11％和41％,相应接头的疲劳寿命也有大幅度的提高。试验结果说明,两种方法都是提高焊接接头疲劳强度的有效方法,其中超声冲击方法的提高程度较高,而由于免去了焊后加工处理工序,低相变点焊条方法更适合于具有高值残余拉伸应力纵向焊缝焊接接头疲劳强度的改善。     

Spot weld arrangement effects on the fatigue behavior of multi-spot welded joints

In the present study, the effects of spot weld arrangements in multi-spot welded joints on the fatigue behavior of the joints are studied. Three different four-spot welded joints are considered: one-row four-spot parallel to the loading direction, one-row four-spot perpendicular to the loading direction and two-row four-spot weld specimens. The experimental fatigue test results reveal that the differences between the fatigue lives of three spot welded types in the low cycle regime are more considerable than those in the high cycle regime. However, all kinds of spot weld specimens have similar fatigue strength when approaching a million cycles. A non-linear finite element analysis is performed to obtain the relative stress gradients, effective distances and notch strength reduction factors based on the volumetric approach. The work here shows that the volumetric approach does a very good job in predicting the fatigue life of the multi-spot welded joints.