雙周疲勞載荷下焊接接頭的疲勞行為.pdf

1、傳統(tǒng)的疲勞極限定義為107周次，使用常規(guī)疲勞試驗技術(shù)可以滿足要求。但是隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，許多工業(yè)部門(目前對焊接接頭和結(jié)構(gòu)所進行的疲勞設計與評定均是建立在單周疲勞載荷試驗的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上)。事實上一些重要焊接工程結(jié)構(gòu)，如飛機、核反應堆、水輪機、汽車、燃氣輪機以及渦輪發(fā)動機等，在承受低頻高幅的交變載荷過程中，還不時地發(fā)生不同程度的高頻低幅振動。這些振動頻率可達數(shù)千赫茲，循環(huán)數(shù)常常可達108～109次?，F(xiàn)有規(guī)范在估算實際工程結(jié)構(gòu)疲勞壽命時

2、經(jīng)常不考慮高頻振動的有害作用，僅將高頻分量疊加在主交變載荷上，按單周化處理或干脆將其徹底忽略。如果這種振動僅僅是依附于平均載荷之上，由于其振幅較小，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞相對較輕。然而如果是疊加在低頻率循環(huán)載荷之上，它對材料所造成的復合損傷將大大地加速工程結(jié)構(gòu)尤其是焊接結(jié)構(gòu)的損壞和失效，嚴重地威脅到整個設備或結(jié)構(gòu)的安全可靠性和使用壽命。 在雙周疲勞試驗中，疲勞試件必須滿足諧振條件，所以試件通常設計為狗骨形，這樣不僅使試件獲得很大的應力

3、放大系數(shù)，還使其中部產(chǎn)生最大應力。本文中對雙周疲勞試件的設計，主要有共振長度的設計及不同幾何外形試件的位移、應力分布情況。 使用帶超聲頻載荷分量的雙周實驗裝置分別進行了16Mn焊接接頭在純低周(LCF)、純高周(HCF)以及雙周循環(huán)(CCF)加載條件下的疲勞試驗，研究了焊接接頭在雙周疲勞載荷作用下的疲勞性能。研究發(fā)現(xiàn)，焊接接頭的雙周疲勞性能低于純低周而高于純高周。疊加于大幅低周載荷上的小幅高周載荷及疊加于大幅高周載荷上的小幅低周