超声冲击改善焊接接头疲劳性能的数值分析

发布时间：2021-06-22 10:06

　　本文采用ABAQUS有限元分析软件对超声冲击处理焊接接头的疲劳性能进行研究。首先模拟T型接头的超声冲击处理过程,采用两种热点应力法:厚度线性化法（TTWT）、表面外推法（LSE）,研究材料强度和主板厚度对超声冲击态接头疲劳设计S-N曲线和疲劳强度的影响。结果表明,相对于表面外推法（LSE）,厚度线性化法（TTWT）更适合用来研究材料强度和板厚对超声冲击态接头疲劳性能的影响;超声冲击态接头的S-N曲线斜率m可以采用随材料强度变化的值;与焊态接头不同,T型超声冲击态接头的厚度修正系数为负值,并且随着材料强度提高,厚度修正系数值增大。采用顺序耦合法模拟对接接头的焊接过程,在焊接残余应力场的基础上进行超声冲击处理,并对超声冲击态接头施加循环载荷,研究冲击态接头在不同循环载荷下的应力释放规律。结果表明,在循环载荷下,超声冲击态接头会发生应力释放,并且应力释放主要发生在第一个循环周次,随着循环周次增加,应力继续释放,但释放程度很小;在不同应力幅下,超声冲击态接头的应力释放程度不同,随着应力幅的增加应力释放程度增大;在不同应力比的循环载荷下,与应力比R等于0.1相比,应力比R等于-1时残余应力释放程... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超声冲击原理示意图

并且提出新的斜率值 m 等于 10。Zhao[13]等丸处理的非承载和承载 T 型管接头的 S-N 曲线，结果结果偏大，热点应力法比名义应力法更合适，非承载处用 m 等于 10 合适，承载处理接头的 S-N 曲线用 m 等Marquis[27]总结了 228 个超声冲击态接头的疲劳实验数 m 等于 5 可以用来有效评估超声冲击态接头的疲劳性础上提出以疲劳强度 fy 等于 355MPa 作为参考，材料强度提高 12.5%。Hakimi[28]等研究了材料对高频机械冲，疲劳强度与材料强度有关，疲劳强度每提高 13.2Ma。对于焊态接头，疲劳设计 S-N 曲线的斜率 m 为固定度值只与焊接接头类型有关，与材料强度无关。对于超声明，冲击态接头的疲劳设计 S-N 曲线的斜率 m 不再为 材料强度提高，冲击态接头的疲劳强度提高。但是目与材料强度的关系至今还不明确，仍需要不断研究。

天津大学硕士学位论文置在焊趾处，必须进行厚度修正，以板厚 25 mm 为参考疲劳强度通过如下公式进行修正：n 表厚度修正因子，tref等于 25 mm，teff是板的有效厚度，teff的确定方法如图 1-3 所示，其中 L 表示焊趾的距离， t，如果 L/t≤2，那么 teff取 0.5*L 和 t 中较大的值。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3242645