摘要：在当下疲劳设备的结构分析设计中,工艺操作的需求已无法规避设备筒体开孔。但筒体开孔造成的结构不连续势必引起此处局部高应力的存在,对设备整体的疲劳寿命影响巨大,同时因开孔接管与裙座支撑焊缝距离相对较近,带来的边缘应力的叠加使得裙座与封头的焊接接头应力更加复杂。本文针对某筒体开卸料孔的疲劳设备,基于ANSYS软件对其进行分析和评定,探讨不同开孔位置对裙座和封头焊接接头的疲劳寿命影响。

摘要：针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,全面介绍和分析应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力局部法。对热点应力法基本原理、热点应力表面外推确定技术、热点局部区域有限元建模原则、应力梯度影响热点应力修正、多轴应力疲劳考虑及热点应力S-N曲线选用等内容进行详细论述,总结出基于表面外推的热点应力局部法在实际工程各环节的合理实施方式及适用的设计数据,并明确了其局限性。由于板梁焊接结构的相似性,故认为广泛应用于海洋结构工程中基于表面外推的热点应力疲劳分析方法在铁道行业桥梁、机车车辆等领域有参考和借鉴价值。

摘要：随着潜艇用钢屈服强度的不断提高 ,潜艇耐压壳体的直径及锥壳的半锥角的不断加大 ,潜艇耐压壳体锥柱结合壳连接焊缝焊趾处的疲劳寿命已越来越受到设计人员的重视 ,但目前还没有可靠的设计方法可以遵循。针对潜艇锥柱结合壳连接焊缝处的受力特点为压弯组合应力 ,在分析了平行于裂纹面的应力、曲率的约束以及液楔的作用对潜艇焊趾表面裂纹疲劳寿命的影响进行分析后认为 ,潜艇锥柱结合壳焊趾表面裂纹疲劳寿命计算可以采用对压应力进行修正的应力强度因子计算模型。本文给出了对压应力进行修正的应力强度因子计算式 ,在此基础上提出了一套能考虑焊趾处应力集中以及焊接残余应力等影响的受压弯应力焊接结构焊趾裂纹疲劳寿命计算方法。对初始表面裂纹形状和大小对疲劳寿命的影响进行了系列计算。计算结果表明 ,本方法预报出的疲劳寿命与实验结果在量级上是吻合的 。

摘要：通过对模拟结合壳典型部位的焊接试件进行加载试验,分析了压应力对局部应力应变特征的影响,结果显示,焊趾处名义应力相同条件下,局部应力应变值与施加的载荷形式有关.同时,对此试件进行的弹塑性有限元分析,得到了与试验结果基本吻合的规律.由此得出,压应力与弯曲应力的比值较小时,对焊趾处局部应力应变产生的影响可忽略;比值较大时,产生的影响不可忽略.

摘要：疲劳性能是评估镁合金焊接结构寿命的重要指标。AZ31B镁合金TIG焊趾存在的微细裂纹与几何不连续,是在役焊接结构疲劳裂纹萌生的主要原因。为减轻接头的应力集中和改善其疲劳性能,采用CO2激光热源重熔AZ31B镁合金焊趾。研究发现:Mg17Al12在近熔合线的热影响区中沿晶界析出,而在焊缝中呈弥散分布。此外,因受脆晶相的作用,热影响区存在着微细裂纹。激光熔修能细化热影响区晶粒,抑制了Mg17A12沿晶界的析出从而有利于消除热影响区裂纹。然而因激光功率密度过高引起的镁元素烧损,是导致疲劳性能下降的一个重要原因。

摘要：随着机车运行速度的不断增加,机车朝着重载高速方向发展,相应对车体结构疲劳评估提出新的要求。机车车体疲劳评估是机车设计的重要环节,对机车运行安全至关重要。文章针对CEA3_(A1)出口型交流客运电力机车车体中的不同类型的焊缝,建立了有限元局部分析模型,依据BS EN 12663-1:2010标准建立了8个疲劳载荷工况,根据TB∕T 3548—2019标准选择角焊缝FAT90疲劳曲线进行疲劳评估,并研究了焊趾大小对车体焊缝疲劳强度评估的影响;基于所获得的数据,对原有设计标准进行了计算模型修正,形成了基于焊缝形貌的车体结构焊缝疲劳强度评估方法,并成功应用于CEA3_(A1)型交流客运电力机车车体疲劳评估。计算结果表明,焊趾对应力的影响不仅与焊趾的尺寸相关,而且与焊缝的应力水平相关。其中,在焊透的前提条件下,焊缝会增加连接处的几何连接面积,提高有效承载面积,从而使焊接结构应力降低;在消除应力网格敏感性的前提下,在建模时考虑焊趾作用可以有效降低焊缝处计算得到的应力,这说明不考虑焊趾的整车模型计算偏保守;同时提出了不同焊趾尺寸下焊趾应力的修正系数公式,从而可以在模型计算中考虑焊趾作用,发现在保持相同的疲劳应力下,3×3 mm焊趾模型2块连接板可分别减薄43.3%和32.5%,5×5 mm焊趾模型2块连接板可分别减薄46.7%和35.0%,这说明在考虑焊缝补强作用下,可以实现连接板的优化减重。

摘要：在平板焊接钢结构焊缝疲劳强度分析中,近年来国外主要发展起了等效结构应力法和表面外推热点应力法2种新方法。等效结构应力法考虑焊趾部位的结构应力集中效应,应用改进线性化法或节点力法分析结构应力,确保计算结果对有限单元类型、网格形状及尺寸的不敏感,从而有效区分不同焊接接头类型的焊趾结构应力集中情形;以结构应力为控制参数计算应力强度因子,在主要考虑焊趾缺口、结构板厚、载荷模式等因素影响基础上,基于断裂力学分析确定与焊缝疲劳寿命直接相关的应力参数,导出等效结构应力转化方程;基于上述应力计算和转化方法对焊缝疲劳试验结果数据进行处理,建立焊缝疲劳强度设计单一主S—N曲线,实现对钢结构焊缝的疲劳强度评定和寿命预测。通过比较分析可知,表面外推热点应力法适用于钢结构焊缝设计阶段的方案比较及方案优化;等效结构应力法较适合对钢结构焊缝最终设计方案进行更为精确的焊缝疲劳强度评定和寿命预测以及不能用表面外推热点应力法进行钢结构焊缝疲劳强度分析时。

摘要：针对双侧焊接的搭接接头进行有限元建模,计算不同搭接长度、焊缝宽度和焊趾过渡圆弧半径下焊根和焊趾处的应力集中系数,回归分析建立应力集中系数与各几何参数的关系方程.结果表明,搭接长度对应力集中系数的影响最显著,随着搭接长度增大,焊根和焊趾处应力集中系数都增大;随着焊缝宽度增大,焊根应力集中系数降低,焊趾应力集中系数升高;焊趾过渡半径较大时,随着焊趾过渡半径增大,焊根应力集中系数小幅增大,焊趾应力集中系数基本不变;应力集中系数关系方程与有限元计算结果吻合较好,焊根和焊趾应力集中系数的相对误差在5%和2%以内.

摘要：依据应力测量的基本理论,采用LabView语言编程自行设计制备了焊接残余应力测量系统。对45号钢和22SiMn2TiB钢焊缝的焊趾处进行超声冲击处理,并测量处理前、后的残余应力。结果表明,超声冲击处理能够将焊接残余拉应力转变为压应力,45号钢和22SiMn2TiB钢处理前、后的纵向残余应力均值为169、-63、296、-49MPa,下降率分别为137%和117%。

摘要：T型焊接接头在船舶与海洋工程结构中广泛应用,研究T型焊接接头的疲劳性能对于提高船舶与海洋工程结构的强度具有重要意义.针对工程中常用的四种焊趾形式的T型焊接接头,利用有限元计算和模型试验两种方法对其疲劳性能进行了研究.结果表明,平面型焊趾是较优的T型接头焊趾形式.