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热点应力法评定焊接接头疲劳强度的影响因素

焊接学报 2010年第7期31卷 83-86页

作者：彭凡姚云建顾勇军湖南大学机械与运载工程学院长沙410082

将三种方法确定的热点应力作为控制应力,引入焊接接头的疲劳切口系数,由Taylor的临界距离理论得到该系数.通过讨论接头类型、焊缝局部尺寸、板厚以及热点应力的确定方式对疲劳切口系数的影响,揭示热点应力法进行焊接接头疲劳评定的影响... 详细信息

将三种方法确定的热点应力作为控制应力,引入焊接接头的疲劳切口系数,由Taylor的临界距离理论得到该系数.通过讨论接头类型、焊缝局部尺寸、板厚以及热点应力的确定方式对疲劳切口系数的影响,揭示热点应力法进行焊接接头疲劳评定的影响因素.结果表明,腹板厚度与焊缝局部几何尺寸对疲劳切口系数的分散性影响较小,但主板厚度的效应明显,由疲劳切口系数得到的板厚效应预测与试验结果接近;以两种外推法为基础构成的热点应力法能明显减少疲劳数据的分散性及其对接头类型与载荷形式的依赖性.

关键词：焊接接头疲劳强度热点应力临界距离疲劳切口系数

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热点应力有限元分析的主要影响因素

焊接学报 2003年第3期24卷 27-30页

作者：贾法勇霍立兴张玉凤杨新岐天津大学材料科学与工程学院天津300072

用热点应力方法评定焊接结构的疲劳强度获得了越来越广泛的应用。在热点应力方法中 ,有限元分析是至关重要的。热点应力的外推方法、有限元网格尺寸大小是影响计算精度的主要因素。文中对三点弯焊接接头进行了有限元计算 ,比较分析了由... 详细信息

用热点应力方法评定焊接结构的疲劳强度获得了越来越广泛的应用。在热点应力方法中 ,有限元分析是至关重要的。热点应力的外推方法、有限元网格尺寸大小是影响计算精度的主要因素。文中对三点弯焊接接头进行了有限元计算 ,比较分析了由不同外推方法和有限元网格划分得到的热点应力 ,说明了网格尺寸对热点应力有较大的影响 ,在网格划分时要考虑单元类型的影响。外推方法对热点应力的影响不是很大 ,一般情况下可用两点线性外推。

关键词：焊接结构疲劳强度热点应力有限元分析外推方法网格尺寸

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轨道车辆焊接接头热点应力计算研究

铁道学报 2011年第11期33卷 28-33页

作者：王斌杰李强刘志明谢基龙宋晓文北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心北京100044 南车青岛四方机车车辆股份有限公司高速列车系统集成国家工程实验室山东青岛266111

随着轨道车辆运行速度的提高、车辆载荷的增加及其焊接结构形式的复杂化,车辆的承载状况变得十分复杂。热点应力方法作为一种结构疲劳强度评定方法,其计算结果更接近于焊件实际应力,但尚未在轨道车辆结构疲劳评定中广泛应用。本文以热... 详细信息

随着轨道车辆运行速度的提高、车辆载荷的增加及其焊接结构形式的复杂化,车辆的承载状况变得十分复杂。热点应力方法作为一种结构疲劳强度评定方法,其计算结果更接近于焊件实际应力,但尚未在轨道车辆结构疲劳评定中广泛应用。本文以热点应力方法为理论基础,分析、比较不同有限元模型与外推公式对热点应力计算结果的影响,计算不同载荷形式下的热点应力集中系数。论文提出热点应力特征量的概念,用于描述焊缝尺寸、母板厚度、角接角度、腹板厚度等焊件细节对热点应力集中系数的影响;计算、比较机车转向架构架焊接减振器座的名义应力和热点应力。

关键词：铁道车辆热点应力焊接结构疲劳强度评定有限元分析

基于表面外推的热点应力法平板焊趾疲劳分析研究

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铁道学报 2009年第5期31卷 90-96页

作者：周张义李芾西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,全面介绍和分析应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力局部法。对热点应力法基本原理、热点应力表面外推确定技术、热点局部区域有限元建模原则、应力梯度影响... 详细信息

针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,全面介绍和分析应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力局部法。对热点应力法基本原理、热点应力表面外推确定技术、热点局部区域有限元建模原则、应力梯度影响热点应力修正、多轴应力疲劳考虑及热点应力S-N曲线选用等内容进行详细论述,总结出基于表面外推的热点应力局部法在实际工程各环节的合理实施方式及适用的设计数据,并明确了其局限性。由于板梁焊接结构的相似性,故认为广泛应用于海洋结构工程中基于表面外推的热点应力疲劳分析方法在铁道行业桥梁、机车车辆等领域有参考和借鉴价值。

关键词：热点应力表面外推焊接板结构焊趾疲劳分析

计及焊接变形的薄板对接焊缝疲劳热点应力分析

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焊接学报 2018年第4期39卷 49-52页

作者：乐京霞谭润泽盛庆轲周恒武汉理工大学交通学院海洋工程系武汉430063 上海朴渡科技有限公司上海200000 武汉船舶设计研究院有限公司武汉430064

为减轻重量及降低能耗,超大型船舶的上层建筑开始尝试使用薄板焊接结构.然而现行的各国船级社规范不允许使用小于5 mm的薄板,其主要原因是薄板焊接变形对结构疲劳强度的影响机理尚未明晰.以某在建巨型豪华游轮上层建筑的甲板分段为研究... 详细信息

为减轻重量及降低能耗,超大型船舶的上层建筑开始尝试使用薄板焊接结构.然而现行的各国船级社规范不允许使用小于5 mm的薄板,其主要原因是薄板焊接变形对结构疲劳强度的影响机理尚未明晰.以某在建巨型豪华游轮上层建筑的甲板分段为研究对象,通过三维激光扫描该对接焊结构实体并获取整体焊接变形数据,采用高阶多项式拟合得到该结构的初始焊接变形,利用通用有限元程序ANSYS对计及焊接变形的结构进行建模分析,并获取了焊缝周围疲劳热点应力的分布;提出了更加接近真实薄板焊接变形的拟合方法;探讨了焊接变形对疲劳热点应力分布的影响.

关键词：薄板焊接焊接变形热点应力有限元分析

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考虑热点应力梯度的焊接接头疲劳评定

机械工程学报 2010年第22期46卷 65-69页

作者：彭凡姚云建顾勇军湖南大学机械与运载工程学院长沙410082

研究热点应力梯度对焊接接头疲劳评定的影响。基于Taylor的临界距离理论并结合有限元计算得到十字接头与T形接头的疲劳切口系数,预测主板受拉压和弯曲加载时的疲劳强度差异,与试验结果吻合。将板状焊接接头的热点应力分解为膜应力与弯... 详细信息

研究热点应力梯度对焊接接头疲劳评定的影响。基于Taylor的临界距离理论并结合有限元计算得到十字接头与T形接头的疲劳切口系数,预测主板受拉压和弯曲加载时的疲劳强度差异,与试验结果吻合。将板状焊接接头的热点应力分解为膜应力与弯曲应力,当量化其中的弯曲应力成分以考虑应力梯度的影响,由此定义有效热点应力。十字接头与直角角接接头的分析结果表明,由有效热点应力表述的疲劳切口系数与接头类型以及加载方式基本无关,主板的厚度效应预测可由现有的幂律型关系给出。对多组焊接结构的疲劳数据进行重新分析,结果表明,以有效热点应力作为控制应力时,可望用一条S-N曲线表述不同加载方式下多种焊接结构的疲劳数据,且离散度减小。

关键词：焊接接头疲劳评定热点应力应力梯度疲劳切口系数

复杂焊接接头多轴疲劳强度评估的等效热点应力法

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焊接学报 2012年第6期33卷 10-14,113页

作者：刘刚黄如旭黄一大连理工大学船舶工程学院大连116024

基于焊缝本身引起的非线性分布应力自平衡的性质,在板厚方向非线性分布应力大小为零的位置(零点位置)定义等效热点应力,提出一种新的能够用于复杂焊接接头多轴疲劳应力评价方法.首先,分析了零点位置的影响因素和变化规律,建立了确定零... 详细信息

基于焊缝本身引起的非线性分布应力自平衡的性质,在板厚方向非线性分布应力大小为零的位置(零点位置)定义等效热点应力,提出一种新的能够用于复杂焊接接头多轴疲劳应力评价方法.首先,分析了零点位置的影响因素和变化规律,建立了确定零点位置的拟合方程.然后,和公开发表的试验数据以及现有的热点应力法有限元计算结果进行了对比.结果表明,等效热点应力法和现有的热点应力法具有很好的一致性,而且能够在一定程度上考虑厚度效应对疲劳强度的影响,具有更高的精度.文中方法还能够和多轴疲劳理论相结合,用于焊接接头的多轴疲劳强度评估.

关键词：热点应力多轴疲劳焊接接头结构应力非线性分布应力

基于热点应力的国产化Y25型转向架焊接构架疲劳强度分析

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中国铁道科学 2013年第4期34卷 66-70页

作者：王红刘万选商跃进兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

以用于160km.h-1提速货车的国产化Y25型转向架焊接构架为研究对象,依据UIC 510-3标准设计运营载荷,采用通用有限元软件ANSYS分析得出在焊接构架的侧梁鱼腹形板与轴箱导框焊接处、心盘焊缝处以及侧梁单腹板与横梁焊接处的应力较大,为疲... 详细信息

以用于160km.h-1提速货车的国产化Y25型转向架焊接构架为研究对象,依据UIC 510-3标准设计运营载荷,采用通用有限元软件ANSYS分析得出在焊接构架的侧梁鱼腹形板与轴箱导框焊接处、心盘焊缝处以及侧梁单腹板与横梁焊接处的应力较大,为疲劳薄弱区域;对于应力幅值最大的侧梁单腹板与横梁焊接处的非闭合环向角焊缝,运用子模型技术以及热点应力法得出其安全系数为1.02,焊接构架的疲劳寿命为3.33×107次,而且其疲劳强度满足UIC 510-3标准的要求,这与运用Goodman疲劳极限图校核的结果一致。研究还表明,采用热点应力法进行寿命估算时有较好的精度。

关键词：焊接构架疲劳强度热点应力子模型技术货车转向架高速转向架

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基于热点应力的波形钢腹板梁疲劳分析

湖南大学学报（自然科学版） 2018年第9期45卷 74-82页

作者：彭鲲李立峰裴必达湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

现行桥梁设计规范没有对波形钢腹板梁的疲劳设计进行规定.为了研究这类结构的疲劳评估和设计方法,对7根波形钢腹板试验模型梁进行了等幅疲劳荷载试验,获得了结构的疲劳试验数据;应用有限元子模型法,结合IIW规程推荐的应力线性外推法,计... 详细信息

现行桥梁设计规范没有对波形钢腹板梁的疲劳设计进行规定.为了研究这类结构的疲劳评估和设计方法,对7根波形钢腹板试验模型梁进行了等幅疲劳荷载试验,获得了结构的疲劳试验数据;应用有限元子模型法,结合IIW规程推荐的应力线性外推法,计算了模型梁的热点应力集中系数,基于热点应力法评价了本文试验及其它两个试验中波形钢腹板梁的疲劳性能,结果表明:热点应力法能较好地应用于波形钢腹板疲劳评估中,FAT值建议采用100MPa.波形钢腹板梁有限元参数分析表明:最大热点应力及其集中系数受钢翼缘板厚度和腹板波折角度影响较大,随板厚增大而减小,随波折角度增大而增大;受腹板转角半径影响较小,随转角半径增大而减小.

关键词：桥梁工程疲劳性能模型试验波形钢腹板梁热点应力