点焊接头疲劳损伤过程中的固有频率变化特性研究

利用有限元模拟和动态响应实验对单点点焊接头的疲劳过程中固有频率变化的特性进行研究.结果表明,三维有限元模拟与实验结果相吻合,能较好地模拟点焊接头在两种疲劳裂纹萌生和扩展的过程中频率的变化情况.并利用所模拟的裂纹长度和固有频率的关系,总结出最适宜对疲劳损伤进行研究的模态阶数.     

变幅加载下基于动态响应特性的点焊接头疲劳寿命预测

以汽车车身材料镀锌低碳钢BJXH50为母材的点焊接头为研究对象,在测量变幅疲劳过程中的点焊试件的动态响应特性的基础上,对单点点焊接头的疲劳损伤及寿命预测问题进行研究.在恒幅和变幅加载下对点焊试件进行疲劳试验,并结合动态响应测量,提取点焊试件在疲劳过程中的固有频率变化数据.在常幅和变幅加载下分别对单点点焊接头疲劳过程中固有频率的变化特征进行分析,定义频率幅度变化率,并利用频率幅度变化率的大小来表示载荷水平引起的损伤程度,提出以频率幅度变化率和当前循环数来表示载荷水平的作用效果.基于频率幅度变化率和当前寿命循环数,建立变幅加载下单点点焊接头疲劳寿命预测模型,该预测模型可有效避免了载荷谱分析和损伤计算过程中产生的误差,取得很好的效果.     

基于动态响应有限元模拟的点焊接头疲劳寿命预测

利用三维有限元模拟和动态响应试验对点焊接头疲劳裂纹萌生和扩展特性进行了研究。利用所模拟的裂纹长度和固有频率的关系,定义了点焊疲劳裂纹扩展的三个阶段。根据所定义的裂纹萌生阶段的定义,利用局部应力应变法预测了点焊接头的疲劳裂纹萌生寿命。结果表明,所预测的疲劳萌生寿命与试验结果相吻合。     

基于固有频率变化的两焊点接头的疲劳损伤参量

使用有限元软件ABAQUS分析两焊点拉剪试样在疲劳裂纹扩展过程中的动态响应,研究固有频率随裂纹面积的变化.将裂纹截面积作为损伤面积,确定损伤与固有频率变化率的关系.利用损伤力学中损伤随寿命的演化规律,对疲劳损伤达到一定程度的试样进行疲劳寿命预测.结果表明,此损伤参量能较好地描述双焊点结构的疲劳破坏过程.     

点焊接头疲劳研究综述

对点焊接头疲劳研究近几十年的发展进行全面的综述。从数值分析、试验分析、有限元分析和疲劳评估方法等4个方面系统梳理和综述点焊接头的疲劳研究成果,将点焊静态理论、局部应力、结构应力和断裂力学等数值分析方法进行归纳总结;从静态试验、拉剪疲劳试验、剥离试验和缺口试验等试验方法中研究点焊接头失效模式、失效机理和疲劳寿命;对8种点焊接头有限元模型的特点、建模方法、适用范围进行了对比综述,认为C_WELD和C_BAR模型适用于大型点焊结构中;对载荷-寿命法、名义应力法、热点应力法、等效结构应力法等多种点焊接头疲劳评估方法的适用条件、适用对象、评估效果等进行归纳总结,认为等效结构应力法值得在工程领域进行推广应用。最后对存在的问题和进一步研究方向进行评述和探讨,对点焊接头更深入的疲劳研究具有一定的指导和帮助。     

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。     

最大主应力预测点焊疲劳寿命研究

采用基于最大主应力的点焊疲劳寿命预测方法对拉剪受力状态下的电阻点焊疲劳寿命进行有限元模拟。使用壳单元、CWELD点焊连接单元建立点焊有限元模型,利用商业有限元软件Nastran进行线弹性分析。通过对比分析线弹性有限元分析结果、焊接接头疲劳试验数据,拟合出基于最大主应力的点焊疲劳寿命S-N曲线,并依据拟合的S-N曲线和有限元分析取得的最大主应力预测不同载荷水平下的点焊疲劳寿命。疲劳寿命预测结果与疲劳实验结果对比表明,不同载荷下的点焊疲劳寿命预测结果与实验寿命有良好的一致性。     

简化等效结构应力法车体焊点疲劳寿命评估应用研究

为简化建模流程和计算过程，引入简化等效结构应力法分析点焊结构的疲劳寿命。首先，介绍简化后的点焊有限元建模及简化等效结构应力法的原理；其次，建立某不锈钢车体(包括点焊接头)的有限元模型，以EN 12663标准中提供的三个方向加速度表示的动态载荷为车体疲劳载荷，对比分析简化等效结构应力法相较其它方法的优势。最后，选取危险部位的12个焊点进行疲劳评估。计算结果表明：基于简化等效结构应力的点焊疲劳预测方法具有较高精度，可以用于点焊车体焊点的疲劳寿命的预测。     

点焊过程力学特征的有限元分析

电阻点焊过程中的力学特征对焊点性能和焊接结构的质量有重要影响。文中基于ANSYS有限元系统，建立二维轴对称热弹塑性有限元模型，对点焊过程中的力学特征进行分析。分析中将预先得到的点焊瞬态温度场作为节点温度载荷施加于模型上，同时考虑随温度变化的材料性能及其塑性行为。通过分析得到结合面和电极一工件界面上的接触压力、点焊接头中的应力、应变、变形以及电极位移等力学特征的分布及变化情况。同时参考分析结果进行粘接点焊的试验研究，表明粘接点焊可以显著提高结构的强度和疲劳寿命。     

薄板点焊热过程的有限元分析

基于ANSYS有限元分析系统,建立用于点焊瞬态热过程分析的电热耦合有限元模型,考虑随温度变化的材料特 性参数、相变以及对流边界条件等,对点焊过程中的接触问题进行适当简化。通过对低碳钢薄板点焊过程的分析,得到 点焊接头的温度场及各部位的热历程,模拟了焊核形成过程,求得焊核及热影响区的形状和尺寸。