高强钢低匹配十字焊接接头疲劳行为研究

发布时间：2021-01-03 23:32

　　高强钢及超高强钢具有优异的力学强度、延展性能及抗断裂性能等,被广泛用于舰船、汽车、桥梁等工程结构制造中。高强钢焊接接头作为常见的工程构件断裂失效位置,成为结构完整性设计及服役性能可靠性评估的重点。由于高强钢等强匹配焊材研发技术的滞后,随着强度级别的提升,其焊接接头常出现韧性不足或氢致裂纹产生等现象,导致焊接结构承载能力下降,而选用强吸氢能力的奥氏体焊材焊接是解决以上问题的有效手段。由于焊材屈服强度与母材相比有所下降形成低匹配焊接接头,接头强度的变化势必会引起接头承载能力的变化。然而,在循环载荷作用下对低匹配焊接接头承载能力的研究仍不成熟,特别是对强循环载荷下的低周疲劳及多轴疲劳的研究仍不完善,因此,低匹配高强钢焊接接头疲劳行为成为焊接结构完整性设计中迫切需要深入研究的工作。此外,在典型焊接接头的疲劳评估中,逐个计算接头疲劳特征参量会极大降低疲劳寿命的评估效率,建立准确的典型接头疲劳特征解析模型是高效定量预测接头寿命的重要手段。本文针对低匹配焊接接头疲劳行为开展理论与试验研究,为快速预测接头疲劳寿命、提高接头疲劳强度提供可行的设计方案及指导原则,为结构完整性评估提供重要的科学依据。主要内... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：161 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

IIW中结构钢S-N曲线及部分接头疲劳强度[9]

第 1 章 绪 论I)、预应力拉伸、打磨等手段来提高接头及结构的服役寿命。丹麦M.M Pedersen 等人[41]对高强钢 Dmex700 的 T 型焊缝进行焊后打磨超声冲击处理三种焊后处理工艺后，工艺处理后接头焊趾位置的图 1-2 所示，在应力比 R=0.1 循环载荷下进行中周疲劳试验(1-5 万循明焊后处理的接头疲劳强度疲劳提高明显，焊后打磨、TIG 熔修理工艺下的疲劳强度提高比例分别为 31%、38%及 33%。

(a) Fatigue strength (b) factor f图 1-4 不同应力比下，有效平均应力对 S355NL 和 S960QL 钢角接头疲劳强度的影响及疲劳增强系数[65]Fig. 1-4 Effect of effective mean stress and stress ratio on fatigue strength of S355NL andS960QL fillet welded joints[65]1.3.3 焊接残余应力影响焊接残余应力在不同领域结构制造及工艺过程中都会产生，最终都会对构件的服役性能产生不同程度的影响。在焊接结构疲劳评估中，经常假设焊接拉伸残余应力大小为材料的屈服强度相当。但在循环载荷作用下，残余应力的分布状态会随着载荷的加载而产生变化，进而影响结构的疲劳性能。在焊接结构的应力应变分析中，又常常将残余应力叠加进平均应力进行计算，因此总的应力数值往往会达到材料的屈服强度。另一方面，如果施加的循环载荷应力过大，局部较高的残余应力会在初始的循环载荷下释放也会对疲劳强度影响。这种应力松弛行为是根据所受到的循环载荷大小决定的，一般表现为四种特征，如图1-5 所示[67]。在较小的循环载荷下残余应力保持在稳定的状态不变，如①曲线所示，②曲线表明残余应力在循环载荷作用下持续降低，③和④曲线说明在发生

【参考文献】：
博士论文
[1]低匹配焊接接头弯曲等承载设计及随焊整形[D]. 王佳杰.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计[D]. 王涛.哈尔滨工业大学 2012
[3]基于等承载能力原则的高强钢低匹配焊接接头设计[D]. 赵智力.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：2955696