基于结构应力的拉剪点焊接头疲劳强度分析

发布时间：2017-10-25 05:16

  本文关键词：基于结构应力的拉剪点焊接头疲劳强度分析

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【摘要】：电阻点焊技术因其具有操作简单、成本低、效率高等优点,被广泛的应用于汽车、航空航天、核能、电子、轻工、家电等各个领域。由于点焊结构常常处于多轴应力及复杂载荷条件下,其力学分析十分困难,而许多疲劳研究中常把两级加载作为复杂载荷条件的基本形式,因此两级加载下点焊结构的研究具有十分重要的意义。本文以ST12低碳钢板制成的单、双点拉剪点焊试样为研究对象,在MTS疲劳试验机上对点焊试样进行了恒幅及两级加载疲劳试验,并对单点点焊接头疲劳裂纹进行了金相观测,从理论和试验方面分析各个疲劳特征参量对单、双焊点疲劳寿命的关联性能,基于GA-BP神经网络对两级加载下单焊点疲劳寿命进行预测。论文主要研究了以下几个方面的内容：1、将Dong结构应力法和Rupp结构应力法结合,提出了一种新的点焊疲劳特征参量,简化结构应力。通过点焊疲劳试验测试简化结构应力关联单、双焊点疲劳寿命的性能。2、分别用Kang结构应力、Sheppard结构应力、等效应力强度因子等疲劳特征参量对单、双焊点疲劳寿命进行线性回归,对比分析了六种疲劳特征参量关联单、双焊点疲劳寿命的性能。3、基于GA-BP神经网络预测两级加载下单焊点疲劳寿命。将GA-BP神经网络的预测寿命与实验寿命相对比表明,基于GA-BP神经网络的两级加载点焊疲劳寿命预测方法具有较高的预测精度。
【关键词】：两级加载 点焊 疲劳寿命 神经网络
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG407
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 电阻点焊疲劳研究概述12-14
• 1.2.1 电阻点焊结构12-13
• 1.2.2 点焊疲劳强度影响因素13-14
• 1.3 点焊疲劳特征参量研究现状14-18
• 1.4 变幅加载疲劳寿命研究现状18
• 1.5 课题来源及论文主要研究内容18-21
• 第二章 疲劳试验与裂纹观测21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 疲劳试验条件21-22
• 2.3 试样材料及试样结构22-23
• 2.3.1 试样材料机械性能22
• 2.3.2 试样的结构22-23
• 2.4 点焊疲劳试验23-30
• 2.4.1 恒幅加载疲劳试验参数及结果23-27
• 2.4.2 两级加载疲劳试验参数及结果27-30
• 2.5 点焊疲劳裂纹位置分布30-34
• 2.5.1 实验准备30-31
• 2.5.2 点焊疲劳裂纹位置分析31-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 恒幅加载点焊疲劳寿命分析35-63
• 3.1 引言35
• 3.2 Dong结构应力35-42
• 3.2.1 Dong结构应力理论35-38
• 3.2.2 结合Dong结构应力的有限元分析38-41
• 3.2.3 等效结构应力关联性能分析41-42
• 3.3 Rupp结构应力42-48
• 3.3.1 Rupp结构应力理论42-44
• 3.3.2 结合Rupp结构应力有限元分析44-47
• 3.3.3 Rupp结构应力关联性能分析47-48
• 3.4 简化结构应力48-51
• 3.4.1 简化结构应力理论48-50
• 3.4.2 简化结构应力关联性能分析50-51
• 3.5 Kang结构应力51-53
• 3.5.1 Kang结构应力理论51-52
• 3.5.2 Kang结构应力关联性能分析52-53
• 3.6 Sheppard结构应力53-54
• 3.6.1 Sheppard结构应力理论53
• 3.6.2 Sheppard结构应力关联性分析53-54
• 3.7 等效应力强度因子54-60
• 3.7.1 全局应力强度因子55-57
• 3.7.2 局部应力强度因子57-58
• 3.7.3 等效应力强度因子58-59
• 3.7.4 等效应力强度因子关联性能分析59-60
• 3.8 疲劳特征参量的关联性能对比60-61
• 3.9 本章小结61-63
• 第四章 两级加载点焊疲劳寿命预测63-77
• 4.1 引言63
• 4.2 BP神经网络概述63-64
• 4.3 遗传算法理论64-66
• 4.3.1 遗传算法概述64
• 4.3.2 遗传算法的实现步骤64-66
• 4.4 遗传算法对BP神经网络的改善66-67
• 4.5 点焊疲劳寿命预测的GA-BP神经网络模型67-75
• 4.5.1 两级加载点焊疲劳寿命GA-BP神经网络训练与预测67-68
• 4.5.2 BP神经网络的设计68-70
• 4.5.3 遗传算法(GA)参数的选择70-71
• 4.5.4 结果与讨论71-75
• 4.6 本章小结75-77
• 第五章 结论与展望77-79
• 5.1 结论77
• 5.2 展望77-79
• 致谢79-81
• 参考文献81-85
• 附录 攻读学位期间发表的学术论文85

【参考文献】

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本文编号：1092234