鋁合金焊接接頭疲勞行為局部準(zhǔn)則研究.pdf

1、在汽車、機(jī)車、高速船舶和航空航天領(lǐng)域，鋁合金在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用日益廣泛。焊接是工業(yè)生產(chǎn)中的主要連接方法，疲勞斷裂是焊接接頭失效的主要型式。本文通過焊接接頭疲勞試驗對鋁合金3A21和5083焊接接頭疲勞性能和相應(yīng)S-N曲線進(jìn)行了分析，計算了對接和不同角接頭疲勞強(qiáng)度和曲線參數(shù)，分析了不同接頭幾何形狀和焊趾半徑對疲勞強(qiáng)度的影響，并且對不同幾何型式的接頭以及鋁合金與鋼焊接接頭疲勞試驗結(jié)果進(jìn)行了比較。不同的承載方式和接頭幾何型式導(dǎo)致了應(yīng)力集中；焊趾半

2、徑大小決定了應(yīng)力集中程度，最終影響焊接接頭的疲勞強(qiáng)度。 為了研究焊接接頭殘余應(yīng)力對接頭疲勞強(qiáng)度的影響，本文采用ANSYS軟件計算焊接殘余應(yīng)力。首先模擬接頭的焊接溫度場，在此基礎(chǔ)上計算接頭殘余應(yīng)力，并且分析研究了焊接接頭尤其是疲勞斷裂危險區(qū)的殘余應(yīng)力分布特征。結(jié)果表明：對于本文的B型和D型接頭焊趾處存在較高的殘余應(yīng)力值；其計算結(jié)果與有限元網(wǎng)格劃分有一定的關(guān)系。 局部法是近年來應(yīng)用于焊接接頭疲勞評定的一種新方法，本文采用鋁合

3、金3A21角接焊縫的拉伸疲勞試驗結(jié)果對DangVan準(zhǔn)則的局部法對于鋁合金焊接接頭疲勞評定的有效性進(jìn)行了研究，用三維有限元方法計算了角焊縫的最大主應(yīng)力和鋁合金焊接接頭的殘余應(yīng)力，并且分析了有限元單元尺寸對局部法評定的影響。結(jié)果表明：適用于鋼接頭的局部法不適用于鋁合金焊接接頭，將材料常數(shù)修正為α=0.5，β=51MPa后，評定結(jié)果與試驗結(jié)果想符合。有限元網(wǎng)格尺寸對局部參數(shù)βexp評定有一定影響，當(dāng)最小單元尺寸小于0.65mm，單元尺寸對評