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焊接接头等承载设计

对焊接结构设计文献与相关标准进行了综述。分析发现,焊接结构的疲劳性能与母材的自身强度没有直接联系;原始焊接接头的裂纹萌生寿命较短,接头疲劳寿命主要是考虑裂纹扩展寿命;焊接残余应力对焊接结构疲劳性能的影响体现在S-N曲线中,无需特殊考虑;焊接接头疲劳性能的优  (本文共8页) 阅读全文>>

权威出处: 《焊接》2019年11期
哈尔滨工业大学
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基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计

为减轻结构重量并保证结构的承载能力,高强钢以其高的强度和良好的塑韧性广泛应用于桥梁、建筑、航空航天等领域。焊接作为一种高效的连接方法,广泛应用于工程结构领域。由于焊接过程的特殊性,使得焊接缺陷不可避免,导致焊接接头容易产生低应力脆断破坏,显著降低了接头的承载能力,给焊接接头设计带来一定的局限性。为提高易产生缺陷的焊接接头的承载能力,本文从断裂力学角度出发,提出了基于应力强度因子(K因子)的焊接接头等承载设计思想,并给出了接头含不同缺陷时的等承载设计准则,使用该准则可以设计出承载能力与母材相当的焊接接头。对于焊缝和母材区都含缺陷的接头而言,提出了焊缝和母材区的K因子比值与焊缝金属和母材金属的断裂韧度比值相等时即可满足等承载要求的设计思想;对于焊缝区存在缺陷而母材区无缺陷的接头而言,提出了焊缝区裂纹失稳扩展的临界应力与母材的抗拉强度相等时即可满足等承载要求的设计思想;对于焊缝区无缺陷而母材区存在缺陷的接头而言,提出了母材区裂纹失稳扩...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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低匹配焊接接头弯曲等承载设计及随焊整形

低匹配接头承载能力较母材或等匹配接头有所降低,限制了其广泛应用。基于强度参量以及断裂强度因子参量对低匹配拉伸等承载接头设计已有相关的研究,但是对于低匹配接头弯曲等承载设计方面的研究还未见报道。因此,为提高低匹配接头的弯曲承载能力,使其弯曲承载能力能够达到母材,本文在假定无焊接缺陷、忽略冶金作用和残余应力的前提下,通过理论研究、有限元分析与试验验证相结合的方法,分别针对弹性状态与塑性状态,提出了弯曲等承载的判据及实现条件,并提出了弯曲等承载接头设计准则,按照该设计准则可以设计出弯曲承载能力与母材相当的低匹配焊接接头。基于材料力学理论,研究了弹性状态焊缝金属与母材存在不同力学性能情况下满足弯曲等承载能力的临界条件,推导出弹性状态低匹配对接接头满足弯曲等承载条件的几何形状临界曲线,在给定的相同弯曲载荷的条件下,以低匹配接头不先于母材发生屈服为约束条件,并通过接头余高高度、熔宽宽度以及焊趾半径等几何形状细节设计,给出了弹性状态非均质变截...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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基于等承载能力原则的丁(十)字焊接接头设计

丁(十)字焊接接头存在严重的几何不连续,采用低匹配焊材时存在材料的不均匀,降低了接头的承载能力。传统的设计理念和设计方法已无法彻底解决这一问题。本文通过建立丁(十)字焊接接头强度理论,分析接头的断裂模式,提出使接头的承载能力达到母材屈服水平的等承载能力的设计理念,以断裂模式为宏观判据,以理论应力集中系数为控制参量,确定等承载能力的实现条件,通过线弹性分析得到理论应力集中系数与接头几何参数之间的关系,从而建立丁(十)字焊接接头等承载能力设计准则,对等承载设计丁(十)字焊接接头进行弹塑性分析,以检验是否达到了预期的设计目标。为研究接头几何参数对承载能力的影响,建立丁(十)字焊接接头焊缝强度理论。假设材料塑性足够好,同时不考虑接头内的自平衡应力,给出焊缝截面上平均切应力和平均拉应力的表达式,由此得到最大切应力和最大拉应力的大小及其所在截面的角度。研究几何参数的影响,材料的力学性能一定时,接头的失效原因和承载能力取决于几何参数,给出了接...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

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基于等承载能力原则的高强钢低匹配焊接接头设计

若仍然按照“等强原则”进行高强钢或超高强钢的接头设计,不仅容易引发冷裂纹缺陷、造成焊缝韧性储备不足,其专用抗裂焊材的开发也需要较长的周期。采用强度低于母材、塑韧性较高的焊材施焊,在提高焊缝韧性、显著降低冷裂倾向的同时,还可降低预热温度或进行不预热焊接。但承载能力低于等匹配接头。为提高承载能力,文中提出了低匹配焊接接头与母材具有相等的静载承载能力和疲劳抗力的“等承载能力”(Equal load-carrying capacity-ELCC)概念及其设计思想。在确定ELCC实现条件的基础上,给出了低匹配对接接头和K形焊缝十字接头的ELCC设计准则。进行了低匹配接头设计及其承载能力的试验研究。从安全性角度出发,焊接结构必须具有足够的强度和应力松弛能力。考虑到断裂模式类型同时反映了接头强度、塑性变形能力及焊缝与母材之间塑性变形的非均匀程度,由于母材先于焊缝发生塑性变形的全面屈服断裂是最安全的结构断裂模式,提出了使低匹配接头焊缝屈服载荷不...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

《焊接学报》2013年08期
焊接学报

基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计系统

以高效准确的获得含不同缺陷接头满足等承载时的形状参数为目标,结合断裂力学理论及专家系统思想,开发了基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计系统.结果表明,该系统不但可以高效准确的给出焊缝和母材都含缺陷以及焊缝含缺陷...  (本文共5页) 阅读全文>>