鋁合金焊接接頭疲勞失效評定方法研究.pdf

1、本文通過焊接接頭疲勞試驗(yàn)對3A21鋁合金焊接接頭S-N曲線進(jìn)行了詳細(xì)分析，并將其試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，討論了試件的焊接接頭型式和焊趾角度對S-N曲線的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：鋁合金焊接試件的常數(shù)m和N=2×106疲勞強(qiáng)度與國際焊接學(xué)會(huì)(ⅡW)推薦的數(shù)值有較大差異，采用ⅡW的S-N曲線對本文鋁合金焊接試件進(jìn)行疲勞評定時(shí)，將給出過于保守的結(jié)果；接頭型式不同導(dǎo)致焊接接頭局部應(yīng)力集中有較大差異，因而對采用名義應(yīng)力幅值表示的S-N曲線有明顯影響。

2、 應(yīng)力平均法是局部應(yīng)力方法之一，本文采用此方法對3A21鋁合金焊接接頭進(jìn)行疲勞評定。用有限元計(jì)算局部應(yīng)力值，建立了評定結(jié)果的S-N曲線，并分析了接頭型式、焊趾半徑等因素對計(jì)算結(jié)果的影響。結(jié)果表明，采用SAA法能夠?qū)λ姆N接頭型式的疲勞壽命做出合理的估算，并能預(yù)測焊接接頭的疲勞位置，它評定的結(jié)果是偏于安全的。對本文研究的3A21鋁合金焊接接頭而言，Neuber建議的把焊趾處視為尖銳缺口(即令ρ=0，ρ*=0.15mm)與實(shí)際情況有一定的差

3、別，這樣在焊趾處將產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，由此得到的局部應(yīng)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際值。此法在工程上有一定的適用性。焊趾是決定焊態(tài)接頭疲勞性能的關(guān)鍵部位，應(yīng)力集中區(qū)的最大應(yīng)力存在于焊趾部位。 臨界距離法包括點(diǎn)法、線法、面法，本文應(yīng)用點(diǎn)方法對3A21鋁合金的兩種不同型式的焊接接頭疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了評定研究。用有限元計(jì)算局部應(yīng)力值，建立了評定結(jié)果的S-N曲線，并分析了有限元網(wǎng)格和接頭型式對計(jì)算結(jié)果的影響。結(jié)果表明：點(diǎn)方法能夠?qū)煞N接頭形式的疲勞性能做