龙门起重机金属焊接结构疲劳寿命分析

根据50 t×35 m龙门起重机的实际运行工况,对其金属焊接结构进行了有限元分析和动态仿真分析,得到了各种工况下的应力分布以及力-时间历程;把静态应力与力-时间历程相结合,计算出动态应力.在此基础上,利用国际焊接学会提供的疲劳寿命S-N曲线,对金属焊接结构进行疲劳寿命分析,得出其疲劳寿命分布云图.结果表明:柔性腿上部变截面处为疲劳薄弱部位,节点5031疲劳损伤最为严重,寿命为1.09×106次循环.     

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。     

汽车车架焊接支座的疲劳分析

汽车车架承载焊接接头对保证汽车安全有重要意义。为预测越野车车架焊接支座的疲劳寿命,采用三维弹塑性有限元方法对车架支座进行了应力分析,确定车架支座的受力薄弱环节。根据越野车在不同路面行驶时的载荷谱及支座材料的疲劳性能数据,利用MSC.Fatigue商用软件对车架支座的疲劳寿命进行了预测。计算车架支座在不同存活率下的概率疲劳寿命。分析表明,在焊接质量完好时,越野车支架在三种路面行驶均有较高的疲劳寿命。当车身支架与纵梁连接的上部焊接接头存在咬边焊接缺陷时,将严重降低车架支座的疲劳寿命,必须对有缺陷的焊接接头进行焊补。     

超长寿命区间16Mn钢焊接接头疲劳性能

使用自行研制的TJU-HJ-Ⅰ型超声疲劳试验系统装置进行了16 Mn钢母材和焊接接头试件的超声疲劳性能试验,以探索其在超长疲劳寿命区间的疲劳行为.结果表明,无论母材还是焊接接头,其S-N曲线都是一条连续下降的曲线;在106～107循环周次范围内焊接接头不存在传统概念上的疲劳极限,载荷循环周次超过107甚至109以后,试件依然发生疲劳断裂.在超长寿命区间,焊接接头疲劳强度远低于母材的疲劳强度.使用现有疲劳极限数据去设计工作在超长寿命区间的焊接结构件是很危险的.     

外加磁场对镁合金焊接接头疲劳性能的影响

在镁合金TIG焊焊接过程中引入外加纵向磁场,通过对其焊接接头的疲劳试验、断口分析和显微组织观测,研究了外加磁场对焊接接头疲劳寿命的影响规律及作用机理.结果表明,外加磁场与电弧、溶池中的导电粒子相互作用产生电磁搅拌,改变焊接熔池液态金属结晶过程中的传热和传质过程,从而改变晶粒的结晶方向,细化一次组织,球化净化杂质,减少偏析,提高接头的力学性能和疲劳性能.外加磁场状态下焊接接头的疲劳寿命高于无磁场下的疲劳寿命,达到母材的90%.     

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.     

高温焊接对1.25Cr0.5Mo焊接构件疲劳寿命的影响

选取不同的温度(550,650,750,850℃)对1.25Cr0.5Mo钢进行高温焊接,在高温焊接及常温焊接后对焊件进行残余应力测试和疲劳试验.结果表明,550,650,750,850℃高温下焊接的试件,其焊缝热影响区的残余应力最大值(纵向、横向)比常温下焊接焊缝热影响区残余应力最大值(纵向、横向)都显著降低:纵向和横向降低幅度分为50.1%,48.9%;74.8%,67.4%;83.9%,79.4%;91%,89.7%.高温焊接试件的疲劳寿命的平均值比常温下焊接试件疲劳寿命的平均值分别提高31.02%,38.84%,47.23%和62.28%.结果表明,高温焊接能明显降低焊件的残余应力和提高焊件的疲劳寿命.     

含孔洞缺陷焊接接头放电强化及疲劳寿命分析

针对焊接接头中存在的孔洞等形式的缺陷,利用自制的ZL-2型超强脉冲放电装置对含孔洞缺陷的9CrSi合金工具钢焊接接头进行了电磁热强化试验,并在自制的疲劳试验机上对放电前后焊接接头的疲劳寿命进行了对比分析,从理论上计算了含孔洞缺陷焊接接头放电瞬间的综合应力强度因子.结果表明,放电电压对疲劳寿命的影响存在最优值,在5.5 kV脉冲放电电压作用下,放电后的焊接接头平均疲劳寿命比放电前提高了10%以上,理论计算的电热应力强度因子为负值,削弱了裂纹扩展的驱动力,进而延长了试件的疲劳寿命.