基于等承載能力原則的丁(十)字焊接接頭設(shè)計.pdf

1、丁(十)字焊接接頭存在嚴重的幾何不連續(xù),采用低匹配焊材時存在材料的不均勻,降低了接頭的承載能力。傳統(tǒng)的設(shè)計理念和設(shè)計方法已無法徹底解決這一問題。本文通過建立丁(十)字焊接接頭強度理論,分析接頭的斷裂模式,提出使接頭的承載能力達到母材屈服水平的等承載能力的設(shè)計理念,以斷裂模式為宏觀判據(jù),以理論應(yīng)力集中系數(shù)為控制參量,確定等承載能力的實現(xiàn)條件,通過線彈性分析得到理論應(yīng)力集中系數(shù)與接頭幾何參數(shù)之間的關(guān)系,從而建立丁(十)字焊接接頭等承載能力設(shè)

2、計準則,對等承載設(shè)計丁(十)字焊接接頭進行彈塑性分析,以檢驗是否達到了預(yù)期的設(shè)計目標。
　　為研究接頭幾何參數(shù)對承載能力的影響,建立丁(十)字焊接接頭焊縫強度理論。假設(shè)材料塑性足夠好,同時不考慮接頭內(nèi)的自平衡應(yīng)力,給出焊縫截面上平均切應(yīng)力和平均拉應(yīng)力的表達式,由此得到最大切應(yīng)力和最大拉應(yīng)力的大小及其所在截面的角度。研究幾何參數(shù)的影響,材料的力學性能一定時,接頭的失效原因和承載能力取決于幾何參數(shù),給出了接頭的承載能力與幾何參數(shù)的對應(yīng)

3、關(guān)系。
　　斷裂模式能夠反映焊接接頭的承載能力、塑性以及焊縫與母材應(yīng)力應(yīng)變的差異,可作為評定接頭可靠性的判據(jù)。等承載能力的設(shè)計理念,要求接頭的斷裂模式至少為(韌帶)全面屈服斷裂模式。以理論應(yīng)力集中系數(shù)為控制參量,提出等承載能力的實現(xiàn)條件為。
　　借助有限元軟件研究幾何參數(shù)(板厚、焊腳尺寸、焊趾傾角、焊趾過渡圓弧半徑)對接頭的焊根和焊趾處的理論應(yīng)力集中系數(shù)的影響規(guī)律,建立幾何參數(shù)與理論應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系方程,給出丁(十)字焊接