一种基于平均应力强度因子的焊点疲劳寿命预测方法

作     者：宋凯 钱涛 陈涛 李光耀 袁智军 SONG Kai;QIAN Tao;CHEN Tao;LI Guangyao;YUAN Zhijun

作者机构：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 上汽通用五菱汽车股份有限公司柳州545000 

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

年 卷 期：2015年第51卷第16期

页      面：113-119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] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：湖南大学'青年教师成长计划' 湖南省自然科学基金(14JJ3055) 湖南省科技开发计划(2013TT1006) 广西科技计划重大专项(桂科重1348003-5) 中国博士后科学基金(2014M552132)资助项目 

主　　题：焊点疲劳寿命 模块化焊点模型 节点力和力矩 平均应力强度因子 

摘      要：传统的焊点疲劳仿真分析方法主要有基于力的LBF方法和基于应力的LMS方法,针对这两种方法所存在的预测精度不高、建模和计算效率偏低等问题,提出一种新的焊点疲劳寿命预测方法,该方法从断裂力学的角度考虑焊点的疲劳失效,采用一种模块化焊点模型,通过有限元提取焊点周围各节点的节点力和力矩,进而推算出焊点裂纹在板厚扩展路径上的平均应力强度因子作为疲劳寿命的评价参量。通过对HSLA340GI和DP600GI两种高强钢材料、4种不同厚度的电阻点焊接头进行剪切疲劳试验,将该平均应力强度因子与试验所得的焊点疲劳寿命数据进行双对数回归分析,得到一条平均应力强度因子与疲劳寿命的拟合曲线作为焊点的疲劳寿命预测曲线,并与传统的LBF和LMS方法进行预测精度的对比分析,结果表明本文的焊点疲劳寿命预测方法的预测精度高于传统的LBF和LMS方法。