基于缺口应力法的焊接接头多轴疲劳准则研究

发布时间：2021-10-09 19:25

　　疲劳破坏是船舶与海洋工程结构物的主要破坏形式之一,船舶与海洋结构物中大多数焊接结构均处在多轴受力状态。目前应用于多轴疲劳强度评估的准则有很多,但是对于哪一种准则的适用范围更广、评估精度更高,研究人员仍然没有统一观点。因此,比较分析常用的多轴疲劳评估准则的评估结果,并在此基础上进行修正,提出一种更适用的多轴疲劳准则具有重要意义。为了提出一种能够广泛应用于焊接接头多轴疲劳评估的准则,本文将IIW推荐的缺口应力法运用到焊接接头多轴疲劳评估中。首先,基于缺口应力法重新评估焊接接头单轴疲劳强度,对比缺口应力评估结果与名义应力评估结果的差异,分析IIW推荐的单轴缺口应力S-N曲线用于不同焊接接头单轴疲劳强度评估时的适用情况。结果表明,IIW推荐的单轴缺口应力S-N曲线适用于角焊缝接头的疲劳评估,但并不适用于对接接头的疲劳评估。通过对缺口应力法评估结果的分析,对于对接接头,缺口应力S-N曲线应定义为:疲劳等级FAT为215MPa,曲线斜率m为4。而后,基于缺口应力法评估焊接接头多轴疲劳强度,针对缺口应力方法的特点,提出了缺口应力分量的局部坐标下的简化表达方式,导出了缺口局部坐标系下,各缺口应力分量的... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多轴疲劳评估准则研究现状
        1.2.2 缺口应力法研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 多轴缺口应力分析理论基础
    2.1 虚拟半径计算方法
    2.2 缺口应力状态分析
    2.3 任意平面上的应力状态
    2.4 缺口应力集中系数
    2.5 任意平面上的应力幅值与平均值
        2.5.1 轨迹线ψ的定义
        2.5.2 正应力幅值与平均值
        2.5.3 剪应力幅值与平均值
    2.6 本章小结
第3章 基于缺口应力法的单轴疲劳评估
    3.1 缺口应力数值分析方法
        3.1.1 缺口局部模型建立
        3.1.2 缺口局部网格细化
    3.2 单轴疲劳试验资料
    3.3 名义应力S-N曲线评估
    3.4 缺口应力S-N曲线评估
        3.4.1 有限元建模
        3.4.2 有限元计算结果分析
        3.4.3 缺口应力S-N曲线评估
    3.5 本章小结
第4章 基于缺口应力法的多轴疲劳评估
    4.1 多轴疲劳评估准则
        4.1.1 von Mises 等效应力准则
        4.1.2 IIW准则
        4.1.3 EESH准则
        4.1.4 C-S准则
        4.1.5 Findley 准则
        4.1.6 MWCM准则
    4.2 多轴疲劳试验资料
        4.2.1 多轴疲劳试验
        4.2.2 试验加载方式与载荷函数
    4.3 有限元模型及结果分析
        4.3.1 有限元建模
        4.3.2 计算结果分析
    4.4 多轴疲劳强度评估
        4.4.1 临界面选取
        4.4.2 多轴疲劳评估结果比较分析
    4.5 本章小结
第5章 基于缺口应力法的Findley准则修正
    5.1 临界面上的应力比修正
        5.1.1 修正系数计算公式
        5.1.2 应力比修正评估结果分析
    5.2 多轴载荷相位差修正
        5.2.1 修正系数计算公式
        5.2.2 相位差修正评估结果分析
    5.3 修正Findley准则
        5.3.1 准则的定义
        5.3.2 等效缺口应力S-N曲线
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于缺口应力法的焊接接头疲劳强度评估[J]. 严仁军,何丰,谌伟.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(05)
[2]基于缺口应力法的焊接接头多轴疲劳分析[J]. 刘旭,张开林,刘斌,姚远.  重庆大学学报. 2017(04)
[3]缺口应力分析方法的发展及其在焊接结构疲劳分析中的应用[J]. 刘旭,周春平,张开林,姚远.  机械强度. 2016(06)
[4]基于缺口应力法的焊接接头疲劳分析[J]. 刘旭,张开林,姚远,王晓鹏.  工程力学. 2016(06)
[5]材料多轴疲劳破坏准则回顾[J]. 王英玉,姚卫星.  机械强度. 2003(03)
[6]多轴疲劳的应变—寿命曲线[J]. 赵少汴.  机械强度. 1999(04)
[7]多轴应力疲劳失效的基本准则[J]. 程沅生.  力学与实践. 1984(03)

硕士论文
[1]基于多轴准则的焊接接头缺口疲劳寿命分析[D]. 刘斌.西南交通大学 2017
[2]考虑复杂应力状态的焊接结构疲劳寿命估算研究[D]. 刘健.南京航空航天大学 2009



本文编号：3426871