焊接残余应力对超声冲击处理焊接接头疲劳寿命的影响

作     者：张海 王东坡 高志伟 ZHANG Hai;WANG Dongpo;GAO Zhiwei

作者机构：中国民航大学航空工程学院天津300300 天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市现代连接技术重点实验室天津300350 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第10期

页      面：124-133页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：超声冲击 焊接接头 疲劳寿命 残余压缩应力 残余应力释放 

摘      要：国际焊接学会(IIW)于2016年发布超声冲击改善焊接接头疲劳性能的推荐规范,该规范的制定主要基于轴向加载的小尺寸焊接接头的疲劳试验,没有充分考虑实际焊接结构中存在的高值焊接残余应力对疲劳延寿效果的影响。采用试验和有限元相结合的方法研究焊接残余应力对超声冲击处理焊接接头疲劳寿命的影响,结果表明,焊接残余拉应力的存在使超声冲击形成的有益残余压缩应力在疲劳服役过程中发生明显释放,进而降低超声冲击处理焊接接头的疲劳延寿效果;试件厚度方向的焊接残余应力平均值越大并且焊接残余应力在超声冲击形成的平衡拉应力区(表面向下1.5~4mm)的值越大,残余压缩应力越容易发生释放。研究充分证实焊接残余拉应力对超声冲击疲劳延寿效果产生不利影响,并揭示其影响因素,对超声冲击处理规范的制定和疲劳评估具有指导意义。