不銹鋼焊接接頭疲勞失效評定方法研究.pdf

1、該文通過焊接接頭疲勞試驗對SAF2205雙相不銹鋼和1Cr18Ni9Ti鋼焊接接頭S-N曲線進行了詳細分析,并將其試驗結(jié)果進行了比較,討論了焊接材料及試樣接頭型式對S-N曲線的影響.試驗結(jié)果表明:SAF2205和1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊接試樣的常數(shù)m和N=2×10<'6>疲勞強度與國際焊接學會(ⅡW)推薦的數(shù)值有較大差異,采用ⅡW的S-N曲線對本文不銹鋼焊接試樣進行疲勞評定時,將給出過于保守的結(jié)果;接頭型式不同導致焊接接頭局部應(yīng)力集

2、中有較大差異,因而對采用名義應(yīng)力表示的S-N曲線有明顯影響.為了研究焊接接頭殘余應(yīng)力對接頭疲勞強度的影響,該文采用ANSYS軟件計算焊接殘余應(yīng)力.首先模擬接頭的焊接溫度場,在此基礎(chǔ)上計算接頭殘余應(yīng)力,并且分析研究了焊接接頭尤其是疲勞斷裂危險區(qū)的殘余應(yīng)力分布特征.結(jié)果表明:對于該文的D型接頭焊根處存在較高的殘余應(yīng)力值;其計算結(jié)果與有限元網(wǎng)格劃分有一定的依賴性.該文采用Dang Van準則和體積法兩種局部法從理論上對SAF2205雙相不銹鋼

3、和1Cr18Ni9Ti鋼焊接接頭的疲勞性能進行評定.法國金屬研究所提出了用于角焊縫的局部疲勞極限準則--Dang Van準則,考慮焊接殘余應(yīng)力,用準則中J.J.Janosch提出的持久限公式對開坡口承載十字接頭(D型)的疲勞強度進行評定.討論了Dang Van準則評定的各種影響因素及其適用性.結(jié)果表明:對于該文的D型接頭,評定后的特征疲勞強度與Dang Van準則的建議值有一定的差異.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),有限元網(wǎng)格尺寸的選擇及其焊根處的未焊透缺

4、陷都會影響最終的計算結(jié)果.體積法是近年來提出的一種疲勞強度和疲勞壽命預(yù)測方法.該文應(yīng)用體積法對不銹鋼的四種不同型式的焊接接頭疲勞強度進行了評定研究,對該方法的適用性和有限元計算過程影響因素進行了分析討論.結(jié)果表明:對焊態(tài)焊接接頭,體積法局部平均應(yīng)力△σave|Ω參量為具有一定普遍意義的疲勞控制參量,由△σave|Ω表示的焊接接頭疲勞強度與接頭型式無關(guān);對有限元網(wǎng)格大小和焊接接頭材料的不同有一定的依賴性.同時結(jié)合Dang Van準則對體積