硬岩盾构机刀盘典型焊接结构疲劳寿命研究

发布时间：2016-12-25 17:38

  本文关键词：基于MATLAB的疲劳寿命预测研究，由笔耕文化传播整理发布。

《郑州大学》 2012年

硬岩盾构机刀盘典型焊接结构疲劳寿命研究

武彦杰  

【摘要】：估算焊接结构的疲劳寿命是焊接界的一重大难题,主要是影响焊接结构疲劳寿命的因素太多,如结构因素、材料内部组织状态、焊接时的工艺参数、使用时的工作状况等诸多因素,这就造成了研究的难度。硬岩盾构机刀盘就是属于这种焊接结构,刀盘的失效形式里,疲劳破坏也占了不小的比例,估算它的寿命对盾构机的使用有着重要意义。 本文根据刀盘的实际结构,并进行合理简化,提取了T形焊接结构和口字形焊接结构作为研究对象,主要研究这些结构的应力分布、应力集中,S-N曲线等方面。完成工作如下 (1)对整个刀盘进行仿真分析,得出了刀盘在正常工作状态下的应力与应变情况图,并确定出了刀盘受力最大点的位置。 (2)运用ANSYSWorkbench对这几种焊接结构进行仿真分析,得出其应力分布、应力集中,安全系数和疲劳灵敏度的情况图,掌握了这些结构的危险部位和裂纹易产生部位的分布情况。 (3)设计并完成了这些典型焊接结构的疲劳试验,经过对试验数据的处理得出了其应力与寿命关系曲线,即S-N曲线。得出T形焊接结构板厚的变化对疲劳寿命的影响并不明显,裂纹的产生大部分在T形结构短板与长板的焊缝附近等情况。 (4)通过和试验数据对比得出,采用局部应力应变法与仿真相结合的裂纹萌生阶段寿命估算法对于T形焊接结构寿命估算是可行的。 本文通过仿真分析,疲劳试验最终得出了这些结构的疲劳特性。同时还提出了应力应变法与仿真分析相结合的局部应力应变分析方法。并利用试验数据验证这种方法是可以用来针对T形焊接结构进行裂纹萌生阶段寿命估算的。

【关键词】：
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG405
【目录】：

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