基于動態(tài)響應(yīng)特性的點(diǎn)焊接頭變幅疲勞損傷與壽命預(yù)測.pdf

1、本文針對單點(diǎn)點(diǎn)焊接頭的疲勞損傷及壽命預(yù)測問題,以北京奔馳-戴姆勒·克萊斯勒公司汽車車身材料鍍鋅低碳鋼(鋼號為BJXH50)為母材,通過測量變幅和隨機(jī)加載下點(diǎn)焊疲勞試件的動態(tài)響應(yīng)特性,分析了固有頻率幅度變化率與壽命循環(huán)數(shù)之間的關(guān)系,提出了變幅疲勞損傷參量,以及變幅和隨機(jī)載荷下單點(diǎn)點(diǎn)焊試件疲勞壽命預(yù)測方法。同時,利用三維有限元模擬了點(diǎn)焊接頭疲勞過程中固有頻率的變化特性,試驗(yàn)結(jié)果對比證明,三維有限元能很好模擬疲勞過程中點(diǎn)焊接頭裂紋擴(kuò)展過程及固

2、有頻率變化趨勢。 1.對點(diǎn)焊試件進(jìn)行疲勞加載試驗(yàn),結(jié)合動態(tài)響應(yīng)測量,提取了點(diǎn)焊試件在疲勞過程中的固有頻率變化的特征。并從微觀組織、硬度、斷口分析等角度討論了點(diǎn)焊試件的裂紋萌生及擴(kuò)展機(jī)理。 2.根據(jù)變幅加載下疲勞過程中固有頻率幅度變化特征,提出了變幅加載下的疲勞損傷參量。驗(yàn)證結(jié)果表明,該變幅疲勞損傷參量能較好的描述疲勞過程中的點(diǎn)焊接頭疲勞損傷過程。 2.根據(jù)試件尺寸及裂紋的萌生擴(kuò)展規(guī)律建立了有限元模型,利用有限元方

3、法模擬在疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展過程中點(diǎn)焊接頭固有頻率的變化特征。與試驗(yàn)結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),三維有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合,能夠較真實(shí)地反映試件在疲勞損傷過程中動態(tài)響應(yīng)的變化情況。 4.根據(jù)變幅加載下點(diǎn)焊試件固有頻率幅度變化率在疲勞過程中的變化趨勢,提出了基于頻率幅度變化率的變幅疲勞壽命預(yù)測模型。 5.在有限元模擬的基礎(chǔ)上,針對隨機(jī)加載下單點(diǎn)點(diǎn)焊試件的疲勞裂紋與固有頻率之間的關(guān)系,提出了頻率幅度下降速率模型。利用本文提出的疲勞損傷