顶板与纵肋接头处焊趾与焊根疲劳开裂的对比研究
发布时间：2021-04-07 16:23
借助加权峰值应力法和缺口应力法对顶板与纵肋接头处焊趾与焊根的疲劳强度进行了对比研究。通过加权峰值应力法的计算,得到一般工况下焊根与焊趾的峰值应力幅之比约为0.64～0.92;利用缺口应力法对U型和锁孔型两种模拟焊根形式分别进行计算,获得焊根与焊趾的名义应力比,即U型焊根形式下为1.18～1.23,锁孔型焊根形式下为0.7～0.85;根据加权峰值法的结果,摒弃了将焊根模拟成U型的做法。结果表明:焊根与焊趾的荷载效应比大于两者名义应力比;一般焊接工况下,焊根比焊趾更容易疲劳开裂。
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
RD接头处的部分熔透焊缝示意图Fig.1SchematicdiagramofapartialpenetrationweldattheRDjoint
penetrationweldattheRDjoint图2欧洲规范对RD接头处的细节尺寸要求示意图Fig.2EuropeanspecificationforthedetailsizerequirementsofRDjoint2RD焊缝的演变历史、现状和进展由RD接头焊缝演变历史可知：该接头最初在英国Seven桥上就是用焊脚长为6mm的角焊缝连接的。通车11年后在角焊缝处发现疲劳裂纹，后经英国交通研究所研究认为：只要保证焊脚长为9mm即可防止裂纹的产生[8]。随着焊接技术的进步，目前多以部分熔透角焊缝取代以往的贴角焊缝。现行欧洲规范对RD接头的焊缝施工要求如图2所示。图2中：Ml为焊缝左侧弯矩；Mr为焊缝右侧弯矩；t为肋腹板厚；a为焊喉高。理论上讲，全熔透焊缝比部分熔透焊缝的应力集中更校但如图3所示[9-10]，熔池一旦达到腹板内侧，熔融金属便很容易从焊根处流出来形成如图3(b)所示的焊瘤，这会改变焊根处的形状，增加应力集中，从而导致疲劳强度下降。基于这种情况，文献[10]采用在焊根处设置衬垫的方法来使全熔透时外溢的焊液形成规则外形，如图3(d)所示。但试验结果表明：由于外溢焊液冷却后收缩而在未熔透区与顶板间形成缝隙，从而使图3(d)的疲劳抗力反而不如图3(c)。随着微型焊接机器人的应用，RD接头的双面焊成为可能，这才从根本上解决该接头源自焊根的疲劳开裂问题。(a)80%熔透焊缝(b)全熔透焊缝(c)75%熔透焊缝(d)设衬垫的全熔透焊缝(80%penetrationweld)(fullpenetrationweld)(75%penetrationweld)(paddedfullpenetrationweld)图3RD接头处的焊缝横剖面[9-10]Fig.3WeldcrosssectionatRDjoint[9-10]3局部法对RD接头的疲劳评定材料的局部疲劳损伤可分为裂纹萌生和裂?
1924应用力学学报第37卷焊根处的疲劳性能。文献[6]采用局部试件对该接头的疲劳性能进行了试验研究。文献[7]则从应力强度因子的角度讨论了超载对RD接头疲劳寿命的影响。文献[5-6]认为RD接头处的疲劳破坏源自焊趾，即裂纹Ⅰ。这与实桥检查结果相悖，为此本文借助加权峰值和缺口应力法对顶板与纵助接头处焊趾与焊根的疲劳强度进行对比研究，对RD接头疲劳性能进行进一步探讨。图1RD接头处的部分熔透焊缝示意图Fig.1SchematicdiagramofapartialpenetrationweldattheRDjoint图2欧洲规范对RD接头处的细节尺寸要求示意图Fig.2EuropeanspecificationforthedetailsizerequirementsofRDjoint2RD焊缝的演变历史、现状和进展由RD接头焊缝演变历史可知：该接头最初在英国Seven桥上就是用焊脚长为6mm的角焊缝连接的。通车11年后在角焊缝处发现疲劳裂纹，后经英国交通研究所研究认为：只要保证焊脚长为9mm即可防止裂纹的产生[8]。随着焊接技术的进步，目前多以部分熔透角焊缝取代以往的贴角焊缝。现行欧洲规范对RD接头的焊缝施工要求如图2所示。图2中：Ml为焊缝左侧弯矩；Mr为焊缝右侧弯矩；t为肋腹板厚；a为焊喉高。理论上讲，全熔透焊缝比部分熔透焊缝的应力集中更校但如图3所示[9-10]，熔池一旦达到腹板内侧，熔融金属便很容易从焊根处流出来形成如图3(b)所示的焊瘤，这会改变焊根处的形状，增加应力集中，从而导致疲劳强度下降。基于这种情况，文献[10]采用在焊根处设置衬垫的方法来使全熔透时外溢的焊液形成规则外形，如图3(d)所示。但试验结果表明：由于外溢焊液冷却后收缩而在未熔透区与顶板间形成缝隙，从而使图
【参考文献】：
期刊论文
[1]正交异性钢桥面板肋-面板焊缝疲劳分析[J]. 霍宁飞,石广玉. 应用力学学报. 2019(01)
[2]钢桥面板U肋-顶板连接焊缝疲劳细节分析方法[J]. 赵秋,陈孔生. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]正交异性钢桥面板U肋-盖板焊接节点的疲劳性能试验[J]. 叶星汉,曹一山,曹星儿,程斌. 公路交通科技. 2017(09)
[4]正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J]. 张清华,卜一之,李乔. 中国公路学报. 2017(03)
[5]正交异性钢桥面板顶板贯穿型疲劳裂纹研究[J]. 唐亮,黄李骥,刘高,吴文明. 公路交通科技. 2012(02)
[6]关于正交异性钢桥面板的疲劳[J]. 钱冬生. 桥梁建设. 1996(02)
本文编号：3123795
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
RD接头处的部分熔透焊缝示意图Fig.1SchematicdiagramofapartialpenetrationweldattheRDjoint
penetrationweldattheRDjoint图2欧洲规范对RD接头处的细节尺寸要求示意图Fig.2EuropeanspecificationforthedetailsizerequirementsofRDjoint2RD焊缝的演变历史、现状和进展由RD接头焊缝演变历史可知：该接头最初在英国Seven桥上就是用焊脚长为6mm的角焊缝连接的。通车11年后在角焊缝处发现疲劳裂纹，后经英国交通研究所研究认为：只要保证焊脚长为9mm即可防止裂纹的产生[8]。随着焊接技术的进步，目前多以部分熔透角焊缝取代以往的贴角焊缝。现行欧洲规范对RD接头的焊缝施工要求如图2所示。图2中：Ml为焊缝左侧弯矩；Mr为焊缝右侧弯矩；t为肋腹板厚；a为焊喉高。理论上讲，全熔透焊缝比部分熔透焊缝的应力集中更校但如图3所示[9-10]，熔池一旦达到腹板内侧，熔融金属便很容易从焊根处流出来形成如图3(b)所示的焊瘤，这会改变焊根处的形状，增加应力集中，从而导致疲劳强度下降。基于这种情况，文献[10]采用在焊根处设置衬垫的方法来使全熔透时外溢的焊液形成规则外形，如图3(d)所示。但试验结果表明：由于外溢焊液冷却后收缩而在未熔透区与顶板间形成缝隙，从而使图3(d)的疲劳抗力反而不如图3(c)。随着微型焊接机器人的应用，RD接头的双面焊成为可能，这才从根本上解决该接头源自焊根的疲劳开裂问题。(a)80%熔透焊缝(b)全熔透焊缝(c)75%熔透焊缝(d)设衬垫的全熔透焊缝(80%penetrationweld)(fullpenetrationweld)(75%penetrationweld)(paddedfullpenetrationweld)图3RD接头处的焊缝横剖面[9-10]Fig.3WeldcrosssectionatRDjoint[9-10]3局部法对RD接头的疲劳评定材料的局部疲劳损伤可分为裂纹萌生和裂?
1924应用力学学报第37卷焊根处的疲劳性能。文献[6]采用局部试件对该接头的疲劳性能进行了试验研究。文献[7]则从应力强度因子的角度讨论了超载对RD接头疲劳寿命的影响。文献[5-6]认为RD接头处的疲劳破坏源自焊趾，即裂纹Ⅰ。这与实桥检查结果相悖，为此本文借助加权峰值和缺口应力法对顶板与纵助接头处焊趾与焊根的疲劳强度进行对比研究，对RD接头疲劳性能进行进一步探讨。图1RD接头处的部分熔透焊缝示意图Fig.1SchematicdiagramofapartialpenetrationweldattheRDjoint图2欧洲规范对RD接头处的细节尺寸要求示意图Fig.2EuropeanspecificationforthedetailsizerequirementsofRDjoint2RD焊缝的演变历史、现状和进展由RD接头焊缝演变历史可知：该接头最初在英国Seven桥上就是用焊脚长为6mm的角焊缝连接的。通车11年后在角焊缝处发现疲劳裂纹，后经英国交通研究所研究认为：只要保证焊脚长为9mm即可防止裂纹的产生[8]。随着焊接技术的进步，目前多以部分熔透角焊缝取代以往的贴角焊缝。现行欧洲规范对RD接头的焊缝施工要求如图2所示。图2中：Ml为焊缝左侧弯矩；Mr为焊缝右侧弯矩；t为肋腹板厚；a为焊喉高。理论上讲，全熔透焊缝比部分熔透焊缝的应力集中更校但如图3所示[9-10]，熔池一旦达到腹板内侧，熔融金属便很容易从焊根处流出来形成如图3(b)所示的焊瘤，这会改变焊根处的形状，增加应力集中，从而导致疲劳强度下降。基于这种情况，文献[10]采用在焊根处设置衬垫的方法来使全熔透时外溢的焊液形成规则外形，如图3(d)所示。但试验结果表明：由于外溢焊液冷却后收缩而在未熔透区与顶板间形成缝隙，从而使图
【参考文献】：
期刊论文
[1]正交异性钢桥面板肋-面板焊缝疲劳分析[J]. 霍宁飞,石广玉. 应用力学学报. 2019(01)
[2]钢桥面板U肋-顶板连接焊缝疲劳细节分析方法[J]. 赵秋,陈孔生. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]正交异性钢桥面板U肋-盖板焊接节点的疲劳性能试验[J]. 叶星汉,曹一山,曹星儿,程斌. 公路交通科技. 2017(09)
[4]正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J]. 张清华,卜一之,李乔. 中国公路学报. 2017(03)
[5]正交异性钢桥面板顶板贯穿型疲劳裂纹研究[J]. 唐亮,黄李骥,刘高,吴文明. 公路交通科技. 2012(02)
[6]关于正交异性钢桥面板的疲劳[J]. 钱冬生. 桥梁建设. 1996(02)
本文编号：3123795
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