對(duì)于電弧焊接的疲勞評(píng)估方法.pdf

《對(duì)于電弧焊接的疲勞評(píng)估方法.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第五屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集對(duì)于電弧焊接的疲勞評(píng)估方法麥格納動(dòng)力總成–斯太爾工程中心摘摘摘摘要要要要：基于有限元分析的疲勞評(píng)估在汽車工業(yè)中被廣泛的應(yīng)用。但是如何處理在車身和底盤等結(jié)構(gòu)中的焊接問題任然是一個(gè)研究課題。這篇論文將給出一個(gè)總攬并且對(duì)焊縫疲勞評(píng)估的不同方法進(jìn)行對(duì)比?！せ跇?biāo)準(zhǔn)的焊縫疲勞評(píng)估(EUROCODE3,BS7608,DS1612):基于名義應(yīng)力的細(xì)分類別將被用來與一條S/N曲線相關(guān)聯(lián)；平均應(yīng)力的影響將以不同的方法進(jìn)行處理(MKJ-圖,減少負(fù)載循環(huán)中的壓縮受力部分)?！せ诘聡鳩KM標(biāo)準(zhǔn)的焊縫疲勞評(píng)估:針對(duì)S/N

2、曲線的細(xì)分類別；所有3個(gè)應(yīng)力分量將被分別分析；不同的Haigh-圖將應(yīng)用在不同的殘余應(yīng)力等級(jí)上?！せ趤碜杂谟邢拊治龅慕Y(jié)構(gòu)應(yīng)力的焊縫疲勞評(píng)估:簡單板殼單元提供的結(jié)構(gòu)應(yīng)力將被用于與凹槽參數(shù)數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，以獲得凹槽應(yīng)力?！せ趤碜杂谟邢拊治龅陌疾蹜?yīng)力的焊縫疲勞評(píng)估:帶有1mm或5mm凹槽半徑的實(shí)體模型將被用來進(jìn)行凹槽應(yīng)力分析；凹槽應(yīng)力將應(yīng)用主S/N曲線進(jìn)行評(píng)估?！せ趤碜杂谟邢拊治龅墓?jié)點(diǎn)受力的焊縫疲勞評(píng)估:從沿著焊縫走向的節(jié)點(diǎn)受力可以獲得線載荷，它們將結(jié)合分析理論方程對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。凹槽應(yīng)力將通過凹槽系數(shù)的分析評(píng)估被確定下來，一個(gè)

3、主S/N曲線將用于損傷值分析。各種不同方法的規(guī)范將在理論上進(jìn)行介紹并且提供一個(gè)應(yīng)用案例用以說明它們?cè)趯?shí)踐中的不同之處。關(guān)鍵字：有限元，疲勞，焊縫，標(biāo)準(zhǔn)，S/N曲線FatigueAssessmentMethodsforArcWeldingsDannbauerHelmut,HofwimmerKlaus,ZhangWenxuanMagnaPowertrainEngineeringCenterSteyrGmbH&CoKG,Austria1.簡介車輛必須能夠承受動(dòng)態(tài)應(yīng)力，它的部件包含不同的焊縫、焊點(diǎn)和凹槽。在加工過程中非常不同的工藝處理將被應(yīng)用。

4、這些對(duì)于使用中的疲勞壽命會(huì)產(chǎn)生正面的或是負(fù)面的影響。焊縫特性對(duì)于車輛板材部件的剛度和硬度也會(huì)產(chǎn)生不同的影響。焊接工藝、焊接類型和焊縫的位置以及焊點(diǎn)的數(shù)量和分布有著極大的在技術(shù)上的和經(jīng)濟(jì)上的影響。實(shí)踐告訴我們?cè)诘妆P的疲勞試驗(yàn)中超過90%的裂紋來自于連接部位(1)(2)，原因是，相對(duì)比基礎(chǔ)材料焊縫和焊點(diǎn)具有相對(duì)較低的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度值。大量的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及出版物提供了不同的方法以評(píng)估在一個(gè)構(gòu)件壽命周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)應(yīng)力。一些方法是基于名義應(yīng)力的。另外一些方法應(yīng)用結(jié)構(gòu)或是凹槽應(yīng)力以及最新的方法應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的受力。543第五屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集這篇文

5、章的目的是想展示一下焊縫結(jié)構(gòu)疲勞分析中不同的評(píng)估方法，以及通過一個(gè)應(yīng)用實(shí)例來討論一下這些方法的優(yōu)點(diǎn)和可行性。2.基于規(guī)范的焊縫疲勞評(píng)估除了在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，按照規(guī)范焊縫結(jié)構(gòu)的疲勞評(píng)估被廣泛應(yīng)用到許多行業(yè)中。尤其是在鐵路或是其它安全相關(guān)的行業(yè)，基于大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，規(guī)范提供了一個(gè)傳統(tǒng)的和安全的方法。在通常情況下對(duì)于大多數(shù)常用的焊接結(jié)構(gòu)，一個(gè)所謂的細(xì)分類別（detailcategories），通過疲勞實(shí)驗(yàn)可以對(duì)垂直和平行于焊縫的法向應(yīng)力以及對(duì)剪切應(yīng)力的S/N曲線進(jìn)行建立。為了評(píng)估一個(gè)焊接結(jié)構(gòu)，每個(gè)焊縫連接必須在規(guī)范中為每個(gè)分應(yīng)力指定一個(gè)細(xì)分

6、類別。規(guī)范中的各個(gè)S/N曲線將與名義應(yīng)力，或由分析近似、有限元分析或試驗(yàn)中得來的結(jié)構(gòu)應(yīng)力相協(xié)同使用。2.1Eurocode3(3),BritishStandard7608(4),IIW-Guideline(7)這三個(gè)焊縫疲勞評(píng)估規(guī)范是大家非常熟悉的。Eurocode3和IIW-Guideline的主要規(guī)定是依賴于一套S/N曲線束，它們是同等間距的，并依賴于一套被分類的結(jié)構(gòu)詳圖。與Eurocode3不同，規(guī)范BS7608的S/N曲線并不是等間距的而且斜率也在m=3到3.5和4到8之間變動(dòng)（見圖1）。圖1:法向應(yīng)力的S/N曲線，EUROCO

7、DE3(左)和BritishStandard7608(右)2.2DV952和和和DVS1612規(guī)范在德國鐵路交通工具規(guī)范DV952(5)和DVS1612(6)中給出了可允許的最大主應(yīng)力或是剪切應(yīng)力相對(duì)于應(yīng)力比率R的圖表。在每個(gè)圖表中對(duì)于幾種凹槽類別給出了不同的曲線。這樣就可以從一個(gè)凹槽類別和平均應(yīng)力（分別的R值）找到相應(yīng)的疲勞強(qiáng)度。這些圖表可以應(yīng)用于如下材料的焊接：DV952:St37,St52-3,AlMg3,AlMgMn,AlMg4.5Mn,AlMgSi1,AlZnMg1DVS1612:S235,S355在焊縫中的smax或tmax

8、的最大應(yīng)力應(yīng)當(dāng)被確定，這個(gè)最大值必須小于圖表中可允許的數(shù)值。這意味著，應(yīng)用這些規(guī)范，僅能夠評(píng)估疲勞安全系數(shù)，而不能夠研究疲勞壽命。544第五屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集2.3FKM標(biāo)準(zhǔn)德國FKM標(biāo)準(zhǔn)用