低合金高強(qiáng)鋼低匹配對(duì)接接頭性能研究.pdf

1、高強(qiáng)度鋼等強(qiáng)以上匹配接頭焊接時(shí)，容易出現(xiàn)預(yù)熱溫度高、焊工工作條件惡劣、焊接結(jié)構(gòu)易發(fā)生冷裂紋等問題。本文針對(duì)高強(qiáng)鋼焊接結(jié)構(gòu)存在的這些問題，運(yùn)用焊接相關(guān)的力學(xué)理論結(jié)合有限元數(shù)值模擬技術(shù)，提出了低合金高強(qiáng)鋼低匹配焊接接頭優(yōu)化方法，結(jié)果證明通過對(duì)低匹配焊接接頭的尺寸細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，可以顯著提高低匹配接頭的靜載承載能力和疲勞性能。
　　采用有限元計(jì)算的方法，借助于大型工程軟件MSC.Marc，考察了幾何參數(shù)對(duì)對(duì)接接頭內(nèi)部應(yīng)力分布的影響，通過不

2、同幾何參數(shù)下焊趾和焊根處應(yīng)力集中因子的有限元計(jì)算及回歸分析，闡明了對(duì)接接頭幾何參數(shù)與焊趾和焊根處應(yīng)力集中經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，提出了焊縫與母材靜載等強(qiáng)承載的準(zhǔn)則，即焊根處應(yīng)力集中因子與接頭匹配比相等。并對(duì)高強(qiáng)鋼低強(qiáng)匹配對(duì)接接頭的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了規(guī)范化，為不同低匹配對(duì)接接頭的優(yōu)化提供了參考。
　　針對(duì)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的接頭，分別考察了靜拉伸性能和疲勞性能，對(duì)優(yōu)化接頭的拉伸性能和疲勞性能與削平接頭的拉伸性能和疲勞性能進(jìn)行比較。比較試驗(yàn)結(jié)果表明：普通

3、削平低匹配接頭的拉伸強(qiáng)度和疲勞性能都比等匹配接頭低很多，由此可以斷定，實(shí)際工程應(yīng)用中普通接頭的匹配比值不能取得過低。經(jīng)過優(yōu)化的低匹配接頭其綜合性能得到了顯著的提高，它們的拉伸強(qiáng)度和疲勞性能都接近等匹配接頭的性能，匹配比為0.55的優(yōu)化接頭的抗拉強(qiáng)度比相同匹配比的普通接頭提高了113.6MPa，延伸率提高了46.7％，550MPa應(yīng)力水平下的疲勞壽命也比相同匹配比的削平的接頭提高了361.1%。對(duì)低匹配接頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅使接頭斷裂模式