铝合金焊接接头拉剪性能试验研究及有限元分析

发布时间：2017-09-29 04:18

  本文关键词：铝合金焊接接头拉剪性能试验研究及有限元分析

  更多相关文章： 铝合金焊接接头 拉剪性能 拉剪试件 有限元

【摘要】：铝合金焊接接头作为一种连接结构件广泛应用于高端装备。铝合金焊接连接构件在服役期间,往往并不是只承受拉伸、压缩、剪切、弯曲或扭转等单一的载荷作用,而是两种或两种以上载荷同时作用。其中,拉伸与剪切载荷的共同作用是常见的一种情况。本文针对铝合金焊接接头在拉剪载荷作用下的力学性能开展了试验与理论研究。本文首先根据拉伸和剪切试验标准,对铝合金焊接接头分别在拉伸和剪切载荷单独作用下进行了试验测试,获得了铝合金焊接接头的拉伸与剪切力学性能。其中,在单轴拉伸试验中同时采用了电测和光测(数字图像相关法)两种方法测量应变,结果表明,光测方法相比于电测方法,可以得到完整的焊缝区内材料的应变史。针对现有的V型开口拉剪试件开展数值分析,找到使用V型开口拉剪试件对铝合金焊接接头进行拉剪试验可能失效的原因,并重新设计了一种新型的U型开口蝶型试件。数值模拟结果表明,U型开口试件在拉剪载荷作用下的最大应力点位于焊缝区中心,从而可以保障其在拉剪试验中的有效性。利用所设计的U型开口蝶型铝合金焊接接头试件进行了拉剪试验,断口分析表明,所有试件的试验是有效的。同时,U型开口试件试验结果与标准剪切和标准拉伸的试验结果基本吻合,这说明本文U型开口铝合金焊接接头拉剪试件设计是有效的。拉剪试验结果表明,随着加载角度的增加(剪切载荷比例增加),试件的极限承载能力逐渐下降,并给出了描述铝合金焊接接头试件拉剪极限承载能力的改进型经验公式。
【关键词】：铝合金焊接接头 拉剪性能 拉剪试件 有限元
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG406;TG457.14
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状及进展11-17
• 1.2.1 拉伸试验研究11
• 1.2.2 剪切试验研究11-12
• 1.2.3 拉剪组合试验研究12-17
• 1.3 本文主要工作及内容17-19
• 第2章 铝合金焊接接头拉伸剪切试验19-30
• 2.1 铝合金焊接接头拉伸试验19-25
• 2.1.1 试验准备19
• 2.1.2 试验及测量设备19-21
• 2.1.3 试验结果21
• 2.1.4 电测与光测结果对比21-23
• 2.1.5 拉伸试验结果分析23-25
• 2.2 铝合金焊接接头剪切试验25-29
• 2.2.1 试验准备25-26
• 2.2.2 试验及测量设备26
• 2.2.3 试验结果及分析26-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 铝合金焊接接头拉剪试验夹具及试件设计30-42
• 3.1 引言30-31
• 3.2 拉剪试验夹具设计31-32
• 3.3 拉剪试验试件的设计32-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 铝合金焊接接头拉剪试验及有限元分析42-56
• 4.1 试验准备42-43
• 4.2 试验及测量设备43
• 4.3 试验结果及分析43-45
• 4.4 拉剪试件的极限承载能力经验公式45-48
• 4.5 U型开口试件试验与标准剪切和标准拉伸的结果对比48-51
• 4.6 有限元分析及试验结果对比51-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第5章 结论与展望56-58
• 5.1 结论56-57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张罡,李建军,丁春辉;20g钢对接焊接接头循环应力-应变的特性[J];焊接学报;2001年02期

2 ;焊接接头的强度[J];机械制造文摘(焊接分册);2003年05期

3 张敏,丁方,许德胜,程祖海;焊接接头断裂准则工程化应用方法[J];焊接学报;2004年01期

4 ;焊接接头的强度[J];机械制造文摘(焊接分册);2004年03期

5 张敏,马博,周永欣;焊接接头断裂抵抗力工程估计方法的数值研究[J];焊接学报;2005年01期

6 张敏;丁方;程祖海;;非均质焊接接头界面裂纹断裂表征参量的分析[J];机械强度;2006年02期

7 宗培;曹雷;邵国良;彭飞;;低强匹配焊接接头特征及界定方法[J];机械强度;2006年03期

8 申春梅;;φ16×48链条焊接接头拉开原因分析[J];科技信息(科学教研);2007年22期

9 李红宝;;内伸入式接管焊接接头应力的有限元分析[J];中国化工装备;2010年02期

10 ;图表2-10 受弯曲作用的焊接接头A[J];石油化工设备简讯;1975年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 段权;;压力容器用16MnR钢焊接接头疲劳裂纹扩展规律的研究[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年

2 张京海;方大鹏;;高强钢低匹配焊接接头实用性研究[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

3 刘俊;;焊接接头微型剪切试验[A];中国工程物理研究院科技年报（1998）[C];1998年

4 张建强;郭立峰;杜学铭;姜剑宁;王承权;;不同应力状态下单面焊接接头的断裂特性研究[A];第九次全国焊接会议论文集（第2册）[C];1999年

5 荆洪阳;霍立兴;张玉凤;;焊接接头脆性断裂的局部法研究[A];第九次全国焊接会议论文集（第2册）[C];1999年

6 张建勋;李继红;裴怡;;焊接接头损伤条件下的断裂力学参量数值研究[A];第十一次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2005年

7 贾汝唐;;提高焊接接头疲劳可靠性的工艺探讨[A];铁路货车制造工艺学术研讨会论文集[C];2007年

8 孔祥峰;邹妍;王伟;张婧;;水下焊接接头腐蚀行为研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年

9 周继云;桂春;唐毅;;非均质焊接接头中的断裂力学参数计算研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

10 王元良;周友龙;陈辉;;微合金化钢及其焊接接头强韧性控制[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 唐佩绵;厚钢板特性对T型焊接接头止裂性的影响[N];世界金属导报;2014年

2 张作贵 摘译;优化产品性能 更好满足用户要求[N];中国冶金报;2008年

3 廖建国;新日铁开发出LNG罐用超级9%Ni钢板[N];世界金属导报;2006年

4 本版编辑 记者 魏敬民 子舒;为海洋钢结构增加安全砝码[N];中国船舶报;2008年

5 唐佩绵;住友金属耐疲劳焊接结构钢的开发[N];世界金属导报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 范文学;焊接接头振动疲劳的数值模拟[D];内蒙古工业大学;2014年

2 王佳杰;低匹配焊接接头弯曲等承载设计及随焊整形[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 舒凤远;厚板铝合金弧焊焊接接头组织及应力演变研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 凌X;基于三材料模型的含HAZ裂纹非匹配焊接接头的断裂评定方法[D];华东理工大学;2015年

5 杨景强;双相不锈钢焊接接头腐蚀与断裂性能研究[D];华东理工大学;2015年

6 马丽莉;孪晶诱发塑性（TWIP）钢激光焊接接头的组织与性能研究[D];太原理工大学;2015年

7 秦华;BWELDY960Q钢焊接接头力学性能及组织演变机理研究[D];沈阳工业大学;2015年

8 乔及森;车用铝合金焊接接头及基本单元件的大变形力学行为研究[D];兰州理工大学;2007年

9 金成;空间热循环下承载铝合金焊接接头损伤机理与数值模型[D];哈尔滨工业大学;2008年

10 朱亮;力学性能失配焊接接头的强度及变形行为[D];兰州理工大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郝谦;低合金钢焊接接头损伤机理和损伤演变的研究[D];北京工业大学;2001年

2 马博;含缺陷焊接接头完整性评定工程方法及其辅助评定系统设计[D];西安理工大学;2004年

3 隋志强;E36-RCW耐蚀钢焊接接头力学性能和耐蚀性的研究[D];昆明理工大学;2015年

4 朱井军;锌锅焊接接头在450°C铁饱和锌浴中长期浸泡下的腐蚀行为研究[D];华南理工大学;2015年

5 李艳芳;含孔洞缺陷铝合金焊接接头电磁热强化研究[D];燕山大学;2015年

6 胡新阳;HG785D钢焊接接头的疲劳性能研究[D];长安大学;2015年

7 滕诚信;低碳钢焊接接头表面冲击摩擦改性[D];山东建筑大学;2015年

8 于岩;构架转向架用Q345E低合金钢及其接头热矫正性能研究[D];大连交通大学;2015年

9 杨兆华;双相钢与奥氏体不锈钢激光焊接接头组织性能研究[D];苏州大学;2015年

10 李洁瑶;超超临界锅炉管用钢焊接接头蠕变性能研究[D];西安工业大学;2015年

，

本文编号：939928