基于等效臨界距離法的焊接鋼結構疲勞強度預測.pdf

1、疲勞破壞是導致結構失效的一種主要方式，所以對結構的疲勞失效進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構內部產生殘余應力，而殘余應力的存在使焊接鋼結構的疲勞強度降低。本文在考慮殘余應力影響的基礎上對焊接鋼結構的疲勞性能進行了研究，運用臨界距離理論探討了焊接鋼結構疲勞強度與S-N曲線的理論預測方法。本文研究的主要內容有:
　　 利用有限元分析技術，考慮材料的熱物理性能和力學性能隨溫度的變化，使用APD

2、L語言功能編寫程序動態(tài)模擬焊接過程中金屬的熔敷;針對焊接熱應力場的材料非線性瞬態(tài)問題，選用彈塑性力學的增量理論進行計算，運用“生死單元技術”，動態(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力場的有限元理論計算模型。分別對對接板接頭、錯位板接頭和T型板接頭的焊接溫度場和殘余應力場進行了數(shù)值計算分析，得到了幾類典型焊接鋼結構的焊接溫度場和殘余應力場。
　　 采用斷裂力學理論，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力場，在研究Taylor等人提出的臨界距離法（含點法、線法、面法、體積法）的基礎上，建立了臨界距離的圓柱法和橢圓柱法。并研究焊接殘余應力對疲勞強度的影響，建立了焊接鋼結構疲勞強度預測的等效臨界距離理論（包括等效臨界距離的點法、線法、面積法、半橢圓面積法、圓柱法和橢圓柱法）。這種理論考慮了結構幾何形式、焊接接頭類型、焊縫局部幾何形狀、應力集中、尺寸效應、殘余應力等因素對結構疲勞性能的影響。利用所建立的等效臨界距離方法對對