梯形波紋腹板焊接梁疲勞性能研究.pdf

1、梯形波紋腹板焊接梁是一種新型梁結(jié)構(gòu)，由于其一系列優(yōu)越的力學(xué)特性，近年來(lái)得到較快的發(fā)展。梯形波紋腹板焊接梁大多采用焊接方式加工制造，疲勞性能對(duì)其工程實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。本文從焊接結(jié)構(gòu)的疲勞理論出發(fā)，研究了名義應(yīng)力法、熱點(diǎn)應(yīng)力法和等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法三種不同層次的疲勞評(píng)定方法，提出了等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法的應(yīng)用策略，系統(tǒng)分析了梯形波紋腹板焊接梁結(jié)構(gòu)的疲勞性能。主要研究工作如下:
　　(1)開(kāi)展了等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法的理論研究，給出了單元節(jié)點(diǎn)力的局部坐標(biāo)

2、變換方式，實(shí)現(xiàn)了單元線載荷矩陣的數(shù)值求解方法;分析了焊接接頭局部基于SHELL單元的有限元模型構(gòu)造方式，得到了T型焊接接頭進(jìn)行等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法疲勞評(píng)定的建模方法;針對(duì)縱向受載的非承載型焊接結(jié)構(gòu)，提出了一種縱向結(jié)構(gòu)應(yīng)力的構(gòu)造方法。
　　(2)分析了大量梯形波紋腹板焊接梁的疲勞試驗(yàn)結(jié)果，給出了彎曲作用下該結(jié)構(gòu)疲勞破壞的危險(xiǎn)位置和疲勞行為;分別采用名義應(yīng)力法、熱點(diǎn)應(yīng)力法和等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進(jìn)行疲勞評(píng)定研究，結(jié)果表明:等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力可比較準(zhǔn)的預(yù)測(cè)

3、裂紋萌生位置和估算疲勞壽命，建議采用等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力作為梯形波紋腹板焊接梁的壽命評(píng)價(jià)控制參量。
　　(3)以等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力作為壽命控制參量，分析了三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲作用下梯形波紋腹板焊接梁的疲勞壽命，采用歸一化的思想消除跨距的影響，研究了腹板波紋數(shù)量對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響規(guī)律。提出:隨波紋數(shù)量的增加，結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度逐漸增加;在三點(diǎn)彎曲循環(huán)載荷作用下，推薦腹板波紋數(shù)量取值為2n+1;在四點(diǎn)彎曲循環(huán)載荷作用下，推薦腹板波紋數(shù)量取值為2n+1或