不銹鋼焊接接頭疲勞失效評(píng)定方法研究.pdf

1、該文通過焊接接頭疲勞試驗(yàn)對(duì)SAF2205雙相不銹鋼和1Cr18Ni9Ti鋼焊接接頭S-N曲線進(jìn)行了詳細(xì)分析,并將其試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,討論了焊接材料及試樣接頭型式對(duì)S-N曲線的影響.試驗(yàn)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(qiáng)度與國際焊接學(xué)會(huì)(ⅡW)推薦的數(shù)值有較大差異,采用ⅡW的S-N曲線對(duì)本文不銹鋼焊接試樣進(jìn)行疲勞評(píng)定時(shí),將給出過于保守的結(jié)果;接頭型式不同導(dǎo)致焊接接頭局部應(yīng)力集

2、中有較大差異,因而對(duì)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(duì)接頭疲勞強(qiáng)度的影響,該文采用ANSYS軟件計(jì)算焊接殘余應(yīng)力.首先模擬接頭的焊接溫度場(chǎng),在此基礎(chǔ)上計(jì)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(xiǎn)區(qū)的殘余應(yīng)力分布特征.結(jié)果表明:對(duì)于該文的D型接頭焊根處存在較高的殘余應(yīng)力值;其計(jì)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(zhǔn)則和體積法兩種局部法從理論上對(duì)SAF2205雙相不銹鋼

3、和1Cr18Ni9Ti鋼焊接接頭的疲勞性能進(jìn)行評(píng)定.法國金屬研究所提出了用于角焊縫的局部疲勞極限準(zhǔn)則--Dang Van準(zhǔn)則,考慮焊接殘余應(yīng)力,用準(zhǔn)則中J.J.Janosch提出的持久限公式對(duì)開坡口承載十字接頭(D型)的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定.討論了Dang Van準(zhǔn)則評(píng)定的各種影響因素及其適用性.結(jié)果表明:對(duì)于該文的D型接頭,評(píng)定后的特征疲勞強(qiáng)度與Dang Van準(zhǔn)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(huì)影響最終的計(jì)算結(jié)果.體積法是近年來提出的一種疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命預(yù)測(cè)方法.該文應(yīng)用體積法對(duì)不銹鋼的四種不同型式的焊接接頭疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了評(píng)定研究,對(duì)該方法的適用性和有限元計(jì)算過程影響因素進(jìn)行了分析討論.結(jié)果表明:對(duì)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(qiáng)度與接頭型式無關(guān);對(duì)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(shí)結(jié)合Dang Van準(zhǔn)則對(duì)體積