金属结构疲劳寿命预测方法的研究
本文关键词：金属结构疲劳寿命预测方法的研究，，由笔耕文化传播整理发布。
《湖南大学》 2010年
金属结构疲劳寿命预测方法的研究
姚云建
【摘要】： 本学位论文以金属材料缺口构件及金属焊接接头为研究对象,进行疲劳寿命预测方法的研究。主要研究内容如下。 扩展Taylor的临界距离理论,结合应力场强法思想来预测缺口部件的疲劳寿命。运用有限元方法计算含缺口的LY12-CZ,2024-T3和7075-T6铝合金板在单向应力状态下的应力分布,进而计算其在此应力状态下的疲劳寿命。对比预测的疲劳寿命与试验得到的疲劳寿命,发现在中高周疲劳寿命区间上,两个结果吻合较好。为缺口部件的疲劳寿命预测提供了途径。 以热点应力作为控制应力,引入焊接接头的疲劳切口系数,结合Taylor的临界距离理论和有限元分析得到该系数。通过讨论接头类型、焊缝局部尺寸、板厚以及热点应力的确定方式对疲劳切口系数的影响,揭示基于热点应力法进行焊接接头疲劳评定的影响因素。针对T型接头、十字接头与对接接头的计算表明：腹板厚度与焊缝局部几何尺寸对疲劳切口系数的分散性影响较小,但主板厚度的效应明显,由疲劳切口系数得到的角焊缝接头和对接焊缝接头的板厚效应预测与实验结果很接近；从疲劳切口系数具有较小分散性这一角度来考虑,以两种外推法为基础构成的热点应力法能明显减少疲劳数据的分散性及其对接头类型与加载方式的依赖性。基于Taylor的临界距离理论得到焊接接头的疲劳切口系数,有效地预测了主板受拉压与弯曲加载时的疲劳强度差异。考虑应力梯度的影响,引入有效热点应力的概念。十字接头与直角角接接头的分析结果表明,由有效热点应力表述的疲劳切口系数与接头类型以及加载方式基本无关,主板的厚度效应可由现有的幂律型关系给出。对多组焊接结构的S-N曲线进行重新分析,结果表明：以有效热点应力作为控制应力时,可望用一条S-N曲线表述不同加载方式下多种焊接结构的疲劳数据,且离散度减小。 总结分析了临界距离法在焊接接头的疲劳评定中的特点,从对比分析中我们发现：(1)运用临界距离法来评定焊接接头疲劳问题时,焊接接头焊趾开裂疲劳强度可用一个平均值来表示,且分散区间较小；(2)能用当量应力的大小来预测承载型焊接接头的疲劳开裂部位；(3)对于经过焊后处理(残余应力释放后)的焊接接头的疲劳强度可用原焊接头的疲劳强度乘以一个大于增益系数来表示,本文中所计算的钢制焊接接头的增强系数大约为1.28。
【关键词】：
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TG407
【目录】：
下载全文 更多同类文献
CAJ全文下载
(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)
CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 王甲畏,王德禹;基于热点应力的FPSO焊接结构疲劳问题研究[J];船舶工程;2005年01期
2 管德清，汪广海;错位板节点疲劳强度的估算方法[J];工程力学;1994年01期
3 姚卫星;金属材料疲劳行为的应力场强法描述[J];固体力学学报;1997年01期
4 贾法勇,霍立兴,张玉凤,杨新岐;热点应力有限元分析的主要影响因素[J];焊接学报;2003年03期
5 彭凡;姚云建;顾勇军;;热点应力法评定焊接接头疲劳强度的影响因素[J];焊接学报;2010年07期
6 杨新岐,张艳新,霍立兴,张玉凤;焊接接头疲劳评定局部法研究进展[J];机械强度;2003年06期
7 姚卫星;不同加载方式下疲劳极限之间的关系[J];机械强度;1996年02期
8 彭凡;T 型焊接板节点疲劳强度板厚效应分析[J];机械强度;1997年01期
9 陈惟珍,G.Albrecht,D.Kosteas;钢桥焊接构件疲劳寿命预测[J];同济大学学报(自然科学版);2001年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐芳娟,霍立兴,张玉凤,荆洪阳,杨新岐,于计俊,赵海深;用裂纹张开位移评价HDPE燃气管材的断裂特性[J];工程塑料应用;2001年04期
2 谭兵,蔡力勋,罗海丰;两种质量状态下42CrMoA材料疲劳特性研究[J];四川建筑科学研究;1999年03期
3 郭阿明;王力忠;田秋月;;疲劳裂纹钻孔止裂技术研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期
4 杨咏漪;廖海黎;李永乐;;黄浦南汊桥风致抖振疲劳频域分析[J];四川建筑科学研究;2009年03期
5 吴永根;李文蕾;黄命辉;刁军亮;;玄武岩纤维机场道面混凝土弯曲疲劳性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2012年03期
6 王海波;毛富杰;萧艳彤;;一台水管锅炉水管产生环向裂纹的原因简析[J];安防科技;2006年03期
7 毕志超;;新型矿石圆锥破碎机的开发及应用[J];鞍钢技术;2009年05期
8 李大明，陈万德，罗伟中;旋转窑焊接筒体的失效分析与预防[J];安徽机电学院学报(综合版);1995年02期
9 张峰;;车轮钢程序谱载疲劳裂纹扩展性能研究[J];安徽冶金;2004年02期
10 杨振平;;浅析超高强度钢的焊接[J];安装;2006年11期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐格宁;江凡;;基于模糊层次综合法的起重机安全性评价[J];安全与环境学报;2010年02期
2 阎楚良,张书明,叶舸,高镇同;中值随机载荷谱数据处理专家系统[J];北京航空航天大学学报;2000年04期
3 凌静;局部应力应变法的试验研究[J];北京理工大学学报;1992年04期
4 陈健;崔海涛;温卫东;;基于应力场强法的缺口构件疲劳寿命预测方法研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年04期
5 李晓峰;王宇;李光;李向伟;;等效结构应力法在铁路车辆焊接结构中的应用[J];大连交通大学学报;2011年04期
6 王丹;张亮;;爆炸作用下钢筋混凝土多层框架结构反应分析[J];房材与应用;2006年02期
7 武滢;谢里阳;;随机载荷作用下疲劳寿命分布预测模型[J];工程设计学报;2010年06期
8 张吉桥;;雨流计数法与概率分布拟合在疲劳寿命估算中的应用[J];广东工业大学学报;2010年01期
9 余琼;肖登明;;基于VB的变压器故障可视化模糊诊断[J];高电压技术;2007年10期
10 马捷;大型港口机械金属结构件疲劳失效分析[J];港口装卸;2002年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王甲畏,王德禹;基于热点应力的FPSO焊接结构疲劳问题研究[J];船舶工程;2005年01期
2 崔维成,蔡新刚,冷建兴;船舶结构疲劳强度校核研究现状及我国的进展[J];船舶力学;1998年04期
3 贾法勇,霍立兴,张玉凤,杨新岐;热点应力有限元分析的主要影响因素[J];焊接学报;2003年03期
4 黄学增;高镇同;;弯扭复合应力疲劳强度准则[J];机械强度;1985年04期
5 杨新岐,张艳新,霍立兴,张玉凤;焊接接头疲劳评定局部法研究进展[J];机械强度;2003年06期
6 彭凡;T 型焊接板节点疲劳强度板厚效应分析[J];机械强度;1997年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 J.斯图普;E.A.梅茨鮑尔;段淑娥;;HY-130钢焊缝的冶金特性[J];材料开发与应用;1980年09期
2 丰田政男;毕礼宝;;结构钢及其焊接接头整体屈服后失稳断裂的起始与断裂塑性[J];材料开发与应用;1980年04期
3 葛庆麟;沈芝霞;李昌能;陈润忠;;25Cr_2NiMoV转子钢焊接接头的疲劳特性[J];上海金属;1981年01期
4 ;全国锅炉行业青年焊工 焊接比赛基本知识考试试题[J];机械工人.热加工;1983年08期
5 盖铭雄;;用低頻振动减小焊接接头的残余应力[J];现代兵器;1984年04期
6 杨伟;;A3钢焊接接头冷弯不合格原因及其解决办法[J];焊接;1988年08期
7 徐孝安;;包钢P74钢轨焊接性能的研究[J];物理测试;1988年02期
8 吴佳林,夏丕旭;15MnVNq钢56mm厚板对接接头应变时效敏感性的研究[J];焊接学报;1989年02期
9 张初冬;;焊接过程瞬态组织预示的计算机模拟[J];焊接学报;1992年02期
10 陈怀宁;陈亮山;;辊压预应变对焊接接头组织性能的影响[J];材料科学与工艺;1992年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王联国;;钛管-钛钢复合管板焊接接头射线检测[A];陕西省第十届无损检测年会论文集[C];2006年
2 张建;罗国强;沈强;李美娟;王仪宇;张联盟;;MB2/LY12异种金属真空扩散焊及界面组织[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 王宇;罗玉林;戴虹;陈丽;;高原地区钢轨现场焊平直度研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
4 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
5 阳代军;霍立兴;张玉凤;;国产塑料压力管道热熔对接焊机的研制与开发[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年
6 梁希明;;高纯铝的焊接[A];安徽省焊接技术交流会论文集[C];2006年
7 马涛;唐连元;苗张木;;模块支墩厚板焊接接头CTOD韧度研究[A];中国船舶焊切技术暨新船型及海洋工程工艺发展高峰论坛论文集[C];2010年
8 郝传勇;李正林;毛先锋;;Ti-55(M)高温钛合金焊接接头力学性能[A];第九次全国焊接会议论文集（第2册）[C];1999年
9 董俊明;何兴利;;电阻焊管在混合硝酸盐溶液中的应力腐蚀破裂[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 廖建国;[N];世界金属导报;2006年
2 本版编辑 记者 魏敬民 子舒;[N];中国船舶报;2008年
3 姜国芳;[N];中国建设报;2006年
4 唐佩绵;[N];世界金属导报;2011年
5 杨华平 何慧勇;[N];中华建筑报;2006年
6 唐诗全 余腾义;[N];中国冶金报;2007年
7 ;[N];世界金属导报;2005年
8 郭廷杰;[N];世界金属导报;2007年
9 赵世平;[N];中国建设报;2006年
10 洪园;[N];中国航天报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐荣正;镁合金焊接接头腐蚀行为及电弧喷涂防护研究[D];大连理工大学;2011年
2 吴良晨;超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头的疲劳性能[D];天津大学;2008年
3 张春国;高强钢双金属焊接疲劳裂纹扩展机理及组织演化规律研究[D];长安大学;2013年
4 邹吉权;超高强度钢及其焊接接头的断裂行为研究[D];天津大学;2009年
5 王涛;基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计[D];哈尔滨工业大学;2012年
6 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
7 车洪艳;铝合金汽车部件的变形及损伤行为[D];兰州理工大学;2008年
8 马崇;P92钢焊接接头IV型蠕变开裂机理及预测方法研究[D];天津大学;2010年
9 唐建群;LPG球罐腐蚀特性与再制造技术的基础研究[D];南京工业大学;2006年
10 李新梅;Super304H奥氏体钢焊接接头组织与性能研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳;采用有限元分析多因素对焊接接头裂纹尖端塑性区的影响[D];太原理工大学;2002年
2 王俊;结构钢焊接接头的J_（IC）测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 黄家伟;近α相钛合金与奥氏体不锈钢的相变超塑性扩散焊接研究[D];重庆大学;2004年
4 石锋;焊接技术实现大口径弯管的成形工艺研究[D];天津理工大学;2010年
5 束彪;2195铝锂合金焊接工艺及其接头组织性能研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
6 谢蕊;AZ31B镁合金及其焊接接头平面应变断裂韧度的试验研究[D];太原理工大学;2010年
7 吴冰;不锈钢焊接接头疲劳失效评定方法研究[D];天津大学;2004年
8 毕越宽;石化装置用奥氏体不锈钢焊接接头的腐蚀与失效研究[D];兰州理工大学;2011年
9 丁方;非对称应力应变场焊接接头断裂性能及其安全性评定方法研究[D];西安理工大学;2005年
10 孙艾;铜钢焊接接头超声自动C扫检测与干扰消除技术研究[D];南京理工大学;2010年
本文关键词：金属结构疲劳寿命预测方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。
本文编号：242811
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/242811.html
