高速列车铝合金焊接接头疲劳性能研究

发布时间：2017-04-11 19:02

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【摘要】： 疲劳失效是焊接结构的主要失效形式。铝合金焊接接头广泛应用于高速列车车体等重要部件中,因此对铝合金焊接接头疲劳性能的研究十分迫切。 文中首先介绍了S-N曲线的概念和p-S-N曲线疲劳试验方法和数据处理方法,并按照这些方法对角接、对接、十字接和双面搭接四种铝合金焊接接头试样进行了疲劳试验,得出了这四种焊接接头的中值S-N曲线和置信度为95%,存活率分别为90%、99%下的p-S-N曲线及其方程。然后,采用Eurocode 9推荐的方法将p-S-N曲线延长至长寿命区。 为了研究平均应力对铝合金焊接接头疲劳极限幅值的影响,文中采用升降法对铝合金角接接头进行了存在平均拉应力、应力比r=0.3的疲劳试验。并将得出的试验结果与几种常见平均应力折算方法的计算结果进行了比较分析。 疲劳累积损伤研究是疲劳定寿的重要课题。本文在试验数据的基础上,分别从线性和非线性累积损伤两种角度出发,探求适合铝合金焊接接头的累积损伤模型。基于线性累积损伤法则,本文研究临界损伤值的分布规律,提出临界损伤值符合对数正态分布,并用试验数据进行假设检验;基于概率理论提出计算在一定置信度和存活率下的修正Miner准则α值的方法,并给出了建议值。基于非线性累积损伤模型,本文提出了损伤曲线法的数学模型,使用两级加载试验数据拟合相关参数,并验证了模型的可行性和精确度。最后使用实测CRH2车体得到的一组随机载荷谱,对比分析了考虑平均应力和不考虑平均应力、使用线性累积损伤模型和非线性累积损伤模型计算得到的疲劳寿命。
【关键词】：铝合金焊接接头 p-S-N曲线 平均拉应力 累积损伤模型
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG407
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 选题背景10-12
• 1.2 金属疲劳破坏12-13
• 1.3 焊接接头的疲劳性能特点13-14
• 1.4 论文主要研究内容14-15
• 2 铝合金焊接接头疲劳性能研究方法15-26
• 2.1 铝合金焊接接头设计规范现状15-19
• 2.1.1 铝合金焊接接头结构设计规范现状15-17
• 2.1.2 铝合金焊接接头疲劳设计规范现状17-19
• 2.2 材料的S-N曲线19-21
• 2.3 p-S-N曲线试验方法21-25
• 2.3.1 成组法21-23
• 2.3.2 升降法23-24
• 2.3.3 p-S-N曲线绘制24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 铝合金焊接接头的p-S-N曲线26-43
• 3.1 试验准备26-29
• 3.1.1 试验设备26-27
• 3.1.2 试验加载条件27
• 3.1.3 疲劳载荷计算27-28
• 3.1.4 焊接接头试件28-29
• 3.2 试验数据处理29-33
• 3.2.1 成组法数据处理29-32
• 3.2.2 升降法数据处理32-33
• 3.2.3 p-S-N曲线方程33
• 3.3 疲劳试验结果33-42
• 3.3.1 试验数据汇总33-38
• 3.3.2 p-S-N曲线绘制38-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 平均应力对铝合金焊接接头疲劳性能的影响43-50
• 4.1 引言43-44
• 4.2 平均拉应力下的疲劳试验44-46
• 4.3 试验数据与平均应力折算方法的比较46-48
• 4.3.1 与三种折算方法的比较46-47
• 4.3.2 与Morrow式的比较47
• 4.3.3 与欧洲标准的比较47-48
• 4.4 小结48-50
• 5 铝合金焊接接头疲劳累积损伤研究50-68
• 5.1 现有疲劳累积损伤模型简介50-52
• 5.1.1 线性累积损伤法则50-51
• 5.1.2 双线性累积损伤模型51-52
• 5.1.3 非线性累积损伤模型52
• 5.2 疲劳累积损伤试验52-54
• 5.3 基于线性累积损伤的模型54-57
• 5.4 基于非线性累积损伤的模型57-64
• 5.4.1 模型的提出57-60
• 5.4.2 模型的验证60-62
• 5.4.3 模型的扩展62-64
• 5.5 随机载荷谱的疲劳寿命算例64-66
• 5.5.1 平均应力的选取64-65
• 5.5.2 实测数据的处理65
• 5.5.3 疲劳寿命的计算65-66
• 5.6 本章小结66-68
• 6 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-72
• 附录 A72-73
• 附录 B73-76
• 作者简历76-78
• 学位论文数据集78

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 田军;刘志明;何如;;动车铝合金车体焊接接头非线性疲劳累积损伤模型[J];铁道学报;2012年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 靳鹏飞;深冷处理的5A06铝合金TIG焊接接头组织与性能的研究[D];太原科技大学;2011年

2 刘炜;基于有限元法气缸寿命的研究[D];电子科技大学;2011年

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  本文关键词：高速列车铝合金焊接接头疲劳性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：299738