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1、上半月出版Casting·Forging·Welding金屬鑄鍛焊技術(shù)焊接角度對焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響1223郭寧生，徐勝利，王輝，劉軍（1.西北工業(yè)大學(xué)科技處，陜西西安710072；2.中船重工第十二研究所應(yīng)力控制與失效分析研究室,陜西興平713102；3.西北工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)系，陜西西安710072）摘要：采用有限元法研究平焊焊接的焊接角度對焊接結(jié)構(gòu)連接件應(yīng)力分布的影響，進(jìn)而采用名義應(yīng)力法分析其對結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用平焊工藝時(shí)，焊接角越大，應(yīng)力集中越嚴(yán)重，焊接件的疲勞性能越差。焊接件疲勞壽命與焊
2、接角之間呈現(xiàn)出指數(shù)衰減關(guān)系。關(guān)鍵詞：焊接結(jié)構(gòu)；焊接角；應(yīng)力集中；疲勞性能中圖分類號：TG405文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1001-3814(2009)23-0163-03EffectofWeldingAngleonFatiguePerformanceofWeldedStructure1223GUONingsheng，XUShengli，WANGHui，LIUJun(1.Dept.ofScienceandTechnology,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an71007
3、2,China；2.No.12ResearchInstituteofCSIC,StressControlandFailureAnalysisResearchCenter,Xingping713102,China；3.Dept.ofEngineeringMechanics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an713102,China)Abstract：Theeffectofweldingangleonthestressdistributionoftheweldingzo
4、newasanalyzed.Thefatiguelifeoftheweldstructurewasdeterminedbynormalstressapproach.Theresultsshowthatabiggerweldingangleinducesamoreseverestressconcentration,whichreducegreatlythefatiguelifeoftheweldedstructure.Thefatiguelifeoftheweldingstructureexhibitsanexpo
5、nentialdecayfunctionoftheweldingangle.Keywords：weldedstructure；weldingangle；stressconcentration;fatigueperformance[3]隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，焊接技術(shù)的進(jìn)步極為對焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響，如張光勝等人研迅速，它已越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。究了焊接殘余應(yīng)力對疲勞性能的影響，張忠文等[4]采用焊接結(jié)構(gòu)與鉚接結(jié)構(gòu)相比，能簡化結(jié)構(gòu)的構(gòu)人研究了焊接接頭性能對疲勞性能的影響，韓[5]造細(xì)節(jié)，節(jié)約材料，提高生產(chǎn)效
6、率，改善工人工作麗青等人研究了熱等靜壓對爆炸焊接接頭組織條件。因此，目前船舶、機(jī)車、車輛、橋梁、鍋爐等性能的影響。本文采用有限元法研究平焊焊接的焊工業(yè)產(chǎn)品，以及能源工程、海洋工程、航空航天工接角度對焊接結(jié)構(gòu)連接件應(yīng)力分布的影響，進(jìn)而采程、石油化工工程、大型廠房、高層建筑等重要結(jié)用名義應(yīng)力法分析其對結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響。構(gòu)，無一不采用焊接結(jié)構(gòu)。這些重要結(jié)構(gòu)的安全1有限元分析直接影響著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生命財(cái)產(chǎn)安全和改革開放的正常進(jìn)行。所以提高這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、1.1結(jié)構(gòu)形式制造質(zhì)量，保證起安全可靠使用是大家極為關(guān)心采用商
7、用軟件ABAQUS[6]對采用平焊工藝的[1]的問題。焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。焊接結(jié)構(gòu)連接部件的形疲勞失效是焊接結(jié)構(gòu)的一種典型失效方式，式如圖1(a)所示。該結(jié)構(gòu)由兩部分組成，分別為圓如何優(yōu)化設(shè)計(jì)、減輕或消除結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂危害，筒結(jié)構(gòu)和環(huán)繞圓筒的焊接區(qū)。其中，圓筒筒壁厚為提高或延長焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，是人們關(guān)注的10mm，橫截面外徑為140mm，長度為400mm。圖[2-5]問題。人們從不同角度研究了焊接區(qū)細(xì)節(jié)處理1(b)為焊接區(qū)模型圖,位于圓筒的中部；焊接為平焊，焊接角度a定義如圖1(c)所示，焊縫區(qū)的寬度收稿
8、日期：2009-09-22為5mm。為了研究焊接角度對焊接區(qū)應(yīng)力分布的基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（50775183，50805118）影響，本文依次取焊接角a=15°、35°、55°和75°。作者簡介：郭寧生(1973-)，男，陜西岐山人，講師，碩士，研究方向：1.2材料參數(shù)工程力學(xué)；電話：029-88430815；E-mail:gnsheng@nwpu.edu.
