基于等效臨界距離法的焊接鋼結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度預(yù)測.pdf

1、疲勞破壞是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的一種主要方式，所以對結(jié)構(gòu)的疲勞失效進(jìn)行研究有著重要的意義。由于焊接過程中不均勻瞬態(tài)熱輸入，焊后不可避免的在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的存在使焊接鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度降低。本文在考慮殘余應(yīng)力影響的基礎(chǔ)上對焊接鋼結(jié)構(gòu)的疲勞性能進(jìn)行了研究，運(yùn)用臨界距離理論探討了焊接鋼結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度與S-N曲線的理論預(yù)測方法。本文研究的主要內(nèi)容有:
　　 利用有限元分析技術(shù)，考慮材料的熱物理性能和力學(xué)性能隨溫度的變化，使用APD

2、L語言功能編寫程序動(dòng)態(tài)模擬焊接過程中金屬的熔敷;針對焊接熱應(yīng)力場的材料非線性瞬態(tài)問題，選用彈塑性力學(xué)的增量理論進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)用“生死單元技術(shù)”，動(dòng)態(tài)模擬焊接過程中焊料的填入和凝固，建立了焊接溫度場和殘余應(yīng)力場的有限元理論計(jì)算模型。分別對對接板接頭、錯(cuò)位板接頭和T型板接頭的焊接溫度場和殘余應(yīng)力場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析，得到了幾類典型焊接鋼結(jié)構(gòu)的焊接溫度場和殘余應(yīng)力場。
　　 采用斷裂力學(xué)理論，探討了含貫通裂紋的無限大板在均勻拉伸荷載作用

3、下裂紋尖端附近的應(yīng)力場，在研究Taylor等人提出的臨界距離法（含點(diǎn)法、線法、面法、體積法）的基礎(chǔ)上，建立了臨界距離的圓柱法和橢圓柱法。并研究焊接殘余應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響，建立了焊接鋼結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度預(yù)測的等效臨界距離理論（包括等效臨界距離的點(diǎn)法、線法、面積法、半橢圓面積法、圓柱法和橢圓柱法）。這種理論考慮了結(jié)構(gòu)幾何形式、焊接接頭類型、焊縫局部幾何形狀、應(yīng)力集中、尺寸效應(yīng)、殘余應(yīng)力等因素對結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響。利用所建立的等效臨界距離方法對對