摘要：讨论了焊接结构虚拟疲劳试验技术的必要性与可行性.围绕美国机械工程师协会AsME(2007)标准中公开发表的用于焊接结构疲劳寿命评估的一个新方法:主s-n曲线法,进行了理论探讨,并认为它是基于焊接结构疲劳破坏机理的,因而比基于名义应力的方法更适合被选择为焊接结构虚拟疲劳试验的核心算法.介绍了两个典型的工程应用案例.结果表明,在设计阶段,基于主s-n曲线的焊接结构虚拟疲劳试验技术,可以有效地识别复杂焊接结构上每一条焊缝上的应力集中,这对设计修改具有很好的指导意义.

摘要：建立了包括焊缝在内的某B型地铁铝合金车体的有限元模型,采用美国AsME标准中"网格不敏感的结构应力法及主s-n曲线法",对车体焊缝进行了有限元分析,分析计算了焊缝上的应力集中以及焊缝的疲劳寿命与损伤。计算结果表明,所有焊缝的疲劳寿命均达到了车体的设计寿命要求。

摘要：为研究动车组车体疲劳强度是否符合设计要求,采用主s-n曲线法分别评估车体在En12663标准中疲劳工况下的疲劳强度和在实测低频载荷谱下的疲劳强度,并将两种工况下的计算结果进行对比。结果表明:在两种工况下车体疲劳强度都符合设计要求;使用En12663标准提供的工况计算出来的疲劳寿命值更小,按照标准进行设计是十分安全的。

摘要：应力系数是欧标En 15085-3中定义的一个重要参数。为了获得可靠的应力系数计算结果,根据En 13749提供的疲劳载荷工况,分别基于Goodman-smith疲劳极限线图和主s-n曲线法计算了典型构架中关键接头的应力系数,并进行了对比分析。针对疲劳极限方法,以管接头为例,对比根据不同应力提取方法的结果,从焊趾位置应力计算结果可知,使用插值线性方法进行应力评估相对保守;针对主s-n曲线法,推导了利用累积损伤进行应力系数等效计算的公式。实际构架焊接接头的应力系数计算结果表明,由于静力工况和动态工况的应力系数计算方法和抗疲劳设计使用的基础数据有所不同,结构中同一焊缝的应力系数最大值和最大值出现的位置均可能存在较大差异。因此,在应用标准En 15085-3时,应力系数的计算应当同时参考2种工况的计算结果,更合理确定焊缝的质量等级和检查等级。另外,基于s-n曲线方法进行应力系数计算还需要考虑多工况的疲劳损伤贡献,并反映载荷循环次数变化、焊趾改善效应等因素的影响,这样才能使其计算结果更为可靠,应用更为灵活。

摘要：对比分析了国内外焊接构架设计标准,指出AsME标准中的主s-n曲线法是复杂焊接结构焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测的科学方法。采用该方法和TsI中的疲劳载荷对某货车三轴转向架焊接构架焊接接头应力集中进行了分析,结果表明,构架侧梁、心盘梁和横梁内的加强筋板与焊缝的相交处是焊接接头应力集中的主要发生部位。以降低焊缝应力集中为结构设计改进思路,对构架重新进行了设计,改进方案构架焊缝的应力集中得到相当大的缓解,应力幅值最大降低了75MPa,疲劳加载3个阶段焊缝的累积损伤均小于0.25。

摘要：针对当前轨道交通装备中焊接结构抗疲劳设计中的误区,基于多年的科研体验提出了两个见解:①内因与外因的对立统一,是抗疲劳设计的一个重要出发点;②在比较中追求相对最优,是抗疲劳设计的一个重要落脚点.基于对主s-n曲线法内涵的深刻理解,给出了降低应力集中的三个策略:①传力路径与焊缝之间的以"疏"治"堵";②降低应力集中的以"柔"克"刚";③躲开应力集中避"实"就"虚".文中几个有代表性的工程案例证明了上述观点的科学性及有效性.

摘要：铁路客车209T型转向架焊接构架横梁腹板与侧梁下盖板的焊缝出现的疲劳裂纹直接影响行车安全.采用美国AsME标准中的《网格不敏感的结构应力法及主s-n曲线法》,对该处焊缝进行了有限元分析,分析计算了该处焊缝焊趾与焊根上的应力集中,也计算了该处焊缝焊趾与焊根上的疲劳寿命与损伤.疲劳损伤计算结果与实际开裂情况相当吻合.基于这一方法,对改进设计的疲劳寿命及损伤再次进行了计算,结果表明:改进方案显著地提高了该处的抗疲劳破坏能力.上述研究与验证表明:《网格不敏感的结构应力法及主s-n曲线法》突破了传统名义应力法的局限性,在机车车辆焊接结构抗疲劳设计过程中,具有重要工程推广价值.

摘要：为了研究动车组沙箱焊接部位的疲劳寿命,根据沙箱的结构建立有限元模型,加载三种疲劳载荷工况,选取主要焊缝,运用AsME标准中的主s-n曲线法和参照Bs标准的名义应力法分别计算所选焊缝的应力和累积损伤比,通过计算结果证明沙箱结构设计的合理性.改变焊缝单元的大小,对比不同尺寸单元下两种算法的计算结果,证明主s-n曲线法对焊接结构进行疲劳评估的时候不受有限元网格大小的影响,比名义应力法更为可靠.

摘要：为设计满足En12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国AsME-2007标准的主s-n曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍.

摘要：针对吊装结构和承载特点,在对某高速动车组TP02车车载电源和单相逆变器安装支架进行有限元非线性分析的基础上,基于主s-n曲线法对该高速动车组车载电源和单相逆变器安装支撑架的十条焊缝进行焊缝疲劳分析,对所选支撑架的焊缝进行疲劳寿命预测,有效评估支撑架的使用寿命.计算得出疲劳损伤比远小于1,这样在车辆轻量化设计时可以考虑使用更轻便的材料来进行设计.