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7N01铝合金十字接头抗疲劳设计

焊接学报 2019年第10期40卷 20-24,I0001,I0002页

作者：王苹米莉艳于谊飞董平沙哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 中车唐山机车车辆有限公司技术研究中心唐山064000 哈尔滨工业大学(威海) 威海264209

首次针对铝合金十字接头的疲劳失效模式开展研究.借助有限元分析与疲劳试验相结合的研究手段,首先将传统的热点应力(HSS)与研究中的等效结构应力(equilibrium equivalent traction force/EETS)的应力集中系数对比,证实了EETS分析结果的... 详细信息

首次针对铝合金十字接头的疲劳失效模式开展研究.借助有限元分析与疲劳试验相结合的研究手段,首先将传统的热点应力(HSS)与研究中的等效结构应力(equilibrium equivalent traction force/EETS)的应力集中系数对比,证实了EETS分析结果的网格不敏感性.基于此,深入分析十字接头连续板厚度、接头熔深以及加载跨距对焊趾与焊根处应力的影响,并提出有效结构应力(effective traction force)计算焊根开裂角度.结果表明,焊趾处等效结构应力不受连续板厚度、加载跨距与熔深的影响,而在焊根处,各个因素影响不一.疲劳试验与解析预测结果高度一致,承载十字接头焊根开裂角度并非45°.十字接头的抗疲劳设计需综合考虑接头几何特征与焊接质量,必须满足焊趾处等效结构应力(Ss,toe)高于焊根处等效结构应力(Ss,toe).

关键词：十字接头抗疲劳设计结构应力法失效模式

超声冲击处理MB8镁合金十字接头的表层组织及疲劳性能

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材料工程 2018年第10期46卷 70-76页

作者：何柏林江明明于影霞李力华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013

采用超声冲击方法对MB8镁合金十字接头焊趾处进行超声冲击处理,对比测试焊态及冲击处理态接头的表层组织和疲劳性能。结果表明:超声冲击处理可以在MB8镁合金焊接接头表面获得纳米晶组织。在循环寿命为2×106条件下,焊态试样的条件疲劳... 详细信息

采用超声冲击方法对MB8镁合金十字接头焊趾处进行超声冲击处理,对比测试焊态及冲击处理态接头的表层组织和疲劳性能。结果表明:超声冲击处理可以在MB8镁合金焊接接头表面获得纳米晶组织。在循环寿命为2×106条件下,焊态试样的条件疲劳强度为32.07MPa,冲击处理态试样的条件疲劳强度为41.88MPa,提高了30.59%。未冲击接头疲劳断裂大多发生在焊缝缺陷处,冲击处理后的接头则发生在热影响区。超声冲击处理不仅可以大幅提高MB8镁合金十字接头的疲劳寿命,还可以改变接头疲劳断裂位置。此外,热影响区也是MB8镁合金十字接头疲劳断裂的薄弱区域,这与热影响区晶粒粗大有很大的关系。

关键词：超声冲击 MB8镁合金十字接头疲劳性能断口形貌

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钢桥腐蚀斜焊缝十字接头疲劳性能研究

中国铁道科学 2017年第5期38卷 37-43页

作者：揭志羽李亚东卫星诸葛萍宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

以45°倾角全熔透承载角焊缝十字接头为研究对象,在试件的边缘焊趾附近构造深度分别为1和2mm的2种人工半球形蚀坑,通过疲劳试验和有限元方法分析腐蚀对斜焊缝十字接头疲劳行为的影响。结果表明:当蚀坑深度分别为0,1,和2mm时,在200万次... 详细信息

以45°倾角全熔透承载角焊缝十字接头为研究对象,在试件的边缘焊趾附近构造深度分别为1和2mm的2种人工半球形蚀坑,通过疲劳试验和有限元方法分析腐蚀对斜焊缝十字接头疲劳行为的影响。结果表明:当蚀坑深度分别为0,1,和2mm时,在200万次循环加载下斜焊缝十字接头疲劳强度分别为92.4,91.3和70.2 MPa,当蚀坑深度等于或小于1mm时,可以忽略蚀坑对斜焊缝十字接头疲劳强度的影响,但选取斜焊缝十字接头的S—N曲线时应该考虑不同腐蚀程度的影响;蚀坑深度是影响斜焊缝十字接头疲劳强度的主要因素,在蚀坑半径相同情况下蚀坑越深,等效应力越大,应力集中越明显;由于热点应力集中系数与蚀坑深度的相关性要好于深宽比,且非线性函数优于线性函数,因此推荐采用非线性函数拟合热点应力集中系数与蚀坑深度的关系。

关键词：钢桥腐蚀斜焊缝十字接头疲劳性能

钢桥中错位厚板十字接头的力学性能与补强方法

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第5期45卷 729-737页

作者：沈翀苏庆田陈友生同济大学土木工程学院上海200092 四川路桥华东建设有限责任公司四川成都610200

针对钢桥中厚板十字接头出现错位缺陷的问题,采用有限元方法研究了错位缺陷对厚板十字接头力学性能的影响,提出一种分离式焊接钢板补强方法并对补强钢板的尺寸进行优化设计.研究结果表明,错位缺陷对厚板十字接头的力学性能产生较大的影... 详细信息

针对钢桥中厚板十字接头出现错位缺陷的问题,采用有限元方法研究了错位缺陷对厚板十字接头力学性能的影响,提出一种分离式焊接钢板补强方法并对补强钢板的尺寸进行优化设计.研究结果表明,错位缺陷对厚板十字接头的力学性能产生较大的影响,板件竖向应力在附加弯矩作用下显著增大.提出的焊接钢板补强方法使得补强后竖向支承板承担大部分轴力与弯矩,强度控制设计截面位于补强钢板底部焊缝处,可通过增加补强钢板的高度提升补强效率,最高可达48%.本文推荐了不同错位量下补强钢板的合理尺寸,可为类似工程中错位厚板十字接头的补强方法提供参考.

关键词：钢桥十字接头错位缺陷补强方法有限元方法

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低匹配十字接头的“等承载”设计

焊接学报 2015年第6期36卷 99-102,118页

作者：赵智力张远健方洪渊刘雪松哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

为提高低匹配接头的静载承载能力和疲劳抗力,根据提出的"等承载"设计思想和实现条件,在确定十字接头应力集中最小化的焊缝形状方案的基础上,通过有限元计算及其结果的回归分析,建立了十字接头几何参数与焊趾、焊根应力集中系数的关系方... 详细信息

为提高低匹配接头的静载承载能力和疲劳抗力,根据提出的"等承载"设计思想和实现条件,在确定十字接头应力集中最小化的焊缝形状方案的基础上,通过有限元计算及其结果的回归分析,建立了十字接头几何参数与焊趾、焊根应力集中系数的关系方程,进行了0.571匹配比十字接头等承载目的的接头形状参数设计.结果表明,设计延缓了拉伸及弯曲过程中低强焊缝和焊趾应力的增长速度,低强焊缝不先于母材屈服,应变集中先位于焊趾,随后向母材转移,接头断裂模式转变为安全的全面屈服断裂.该设计对高强度钢低匹配接头的应用具有重要意义.

关键词：低匹配十字接头等承载能力形状参数设计全面屈服断裂

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考虑疲劳性能的十字接头角焊缝尺寸设计

焊接学报 2017年第11期38卷 16-20,76页

作者：聂春戈孙振轩孙彦彬马思群大连交通大学交通运输工程学院大连116028

传统的角焊缝尺寸设计往往只考虑焊缝的静力强度,文中则从疲劳性能的角度对十字接头角焊缝的尺寸设计问题进行研究.首先计算了无熔深十字接头可能失效截面的结构应力,通过对不同焊脚尺寸时结构应力变化特点的分析,从理论上证明了焊脚尺... 详细信息

传统的角焊缝尺寸设计往往只考虑焊缝的静力强度,文中则从疲劳性能的角度对十字接头角焊缝的尺寸设计问题进行研究.首先计算了无熔深十字接头可能失效截面的结构应力,通过对不同焊脚尺寸时结构应力变化特点的分析,从理论上证明了焊脚尺寸越大,接头的疲劳性能越高;当焊脚尺寸s和板厚h之比小于0.75时为焊根失效,大于0.75时为焊趾失效;而实际工程中s/h在0.8和1.0之间是比较理想的选择.然后通过一系列疲劳试验验证了上述结论.最后还分析了焊接熔深对十字接头疲劳性能和焊脚尺寸设计的影响.

关键词：结构应力角焊缝尺寸设计疲劳性能十字接头

局部法在十字接头工作角焊缝疲劳强度评定中的应用

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机械强度 2001年第3期23卷 353-355页

作者：陈俊梅霍立兴张玉凤王东坡天津大学材料科学与工程学院天津300072

介绍了一种新的疲劳强度评定方法 ,即局部法。该方法用单一疲劳标准可预测结构在载荷作用下的疲劳行为 ,而不受结构几何形状复杂、所受外载复杂的拘束。对国内常用Q2 35B钢的十字接头工作角焊缝进行了单轴拉伸疲劳试验 ,并用有限元方法... 详细信息

介绍了一种新的疲劳强度评定方法 ,即局部法。该方法用单一疲劳标准可预测结构在载荷作用下的疲劳行为 ,而不受结构几何形状复杂、所受外载复杂的拘束。对国内常用Q2 35B钢的十字接头工作角焊缝进行了单轴拉伸疲劳试验 ,并用有限元方法对焊接残余应力和外载引起的局部应力进行了计算 ,分析结果表明该准则完全适合于Q2 35B钢。

关键词：局部法十字接头残余应力疲劳评定焊缝焊接接头

超声冲击对转向架焊接十字接头表层组织及疲劳性能的影响

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焊接学报 2013年第8期34卷 51-54,115-116页

作者：何柏林于影霞余皇皇江民华史建平华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013 中国铁道科学研究院北京100081

采用HJ2-Ⅱ型超声冲击机对转向架常用16MnR钢十字接头焊趾进行超声冲击处理.采用高分辨透射电镜对冲击后的十字接头焊趾区域表面微观组织进行了分析,利用EHF-EM200K2-070-1A疲劳试验机对16MnR焊态和超声冲击态十字接头进行了疲劳性能的... 详细信息

采用HJ2-Ⅱ型超声冲击机对转向架常用16MnR钢十字接头焊趾进行超声冲击处理.采用高分辨透射电镜对冲击后的十字接头焊趾区域表面微观组织进行了分析,利用EHF-EM200K2-070-1A疲劳试验机对16MnR焊态和超声冲击态十字接头进行了疲劳性能的对比试验研究.结果表明,超声冲击后在焊趾及其附近区域获得纳米化组织,超声冲击前后接头试样均断于焊趾;焊态十字接头的条件疲劳极限(2×106)为158 MPa,冲击态十字接头的条件疲劳极限(2×106)为236 MPa,条件疲劳极限提高了49%左右,接头的疲劳寿命延长了45～52倍.超声冲击在提高16MnR十字接头疲劳性能方面具有显著的效果.

关键词：十字接头超声冲击疲劳性能 S-N曲线 16MnR钢

超声冲击工艺对16MnR十字接头表面质量的影响

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表面技术 2018年第8期47卷 295-301页

作者：于影霞柳依帆何柏林华东交通大学运输学院南昌330013 华东交通大学机电学院南昌330013

目的提高焊接接头的表面质量。方法采用超声冲击方法对16Mn R十字接头焊趾处进行冲击处理,对原始焊态及不同冲击工艺参数下的焊趾表面质量进行了对比测试及比较分析。结果冲击后,焊接接头焊趾处过渡半径增大,母材与焊缝过渡趋于平缓。... 详细信息

目的提高焊接接头的表面质量。方法采用超声冲击方法对16Mn R十字接头焊趾处进行冲击处理,对原始焊态及不同冲击工艺参数下的焊趾表面质量进行了对比测试及比较分析。结果冲击后,焊接接头焊趾处过渡半径增大,母材与焊缝过渡趋于平缓。焊趾表面组织得到明显细化,细化层深度及细化程度随冲击工艺参数的变化而变化。冲击后焊趾处由焊态的拉应力状态转变为压应力状态,表面显微硬度大幅提高。在1.5 A/20 min冲击工艺下,焊趾处的残余压应力最大(为269.8 MPa),表面显微硬度最高(为340.5HV)。同时,经超声冲击后,表面粗糙度有增大的趋势,而且不当的冲击会使接头表层出现不同类型的缺陷,从而影响焊接接头整体的表面质量。结论接头表面质量不仅取决于冲击时间、冲击电流,还取决于单道冲击过程中冲击点与冲击点之间及多道往复冲击过程中冲击道与冲击道之间的位置及连接的紧密程度,而且并不是所有表面质量指标都与超声冲击参数正相关或线性相关。

关键词：超声冲击工艺十字接头表面质量表面组织残余应力显微硬度