基于Verity方法的焊缝疲劳评估原理及验证 被引量：46

1

作者 李向伟 兆文忠 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期9-12,共4页

Verity方法是计算焊缝疲劳寿命的最新方法.该方法是在有限元计算过程中,将焊趾处结点载荷向单元边分布载荷进行等效转换,以薄膜应力解析公式求解焊趾处结构应力,实现了结构应力对有限元网格不敏感方法.Verity方法还基于Paris断裂力学公... Verity方法是计算焊缝疲劳寿命的最新方法.该方法是在有限元计算过程中,将焊趾处结点载荷向单元边分布载荷进行等效转换,以薄膜应力解析公式求解焊趾处结构应力,实现了结构应力对有限元网格不敏感方法.Verity方法还基于Paris断裂力学公式,推导了以等效结构应力幅为参数的主S-N曲线方程.为验证Verity方法的有效性,以装甲钢T形焊接接头为对象,进行了仿真计算与疲劳试验.结果表明,采用Verity方法计算结构应力具有网格不敏感特性,根据主S-N曲线方程计算结果与试验值较为接近,和其它传统焊缝疲劳评估方法相比,Verity方法计算精度高,优势明显. 展开更多

关键词 Verity方法 网格不敏感 主S-n曲线 装甲钢计算 试验对比

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基于主S-N曲线法的焊接结构虚拟疲劳试验理论与应用 被引量：32

2

作者 兆文忠 魏鸿亮 +1 位作者 方吉 李季涛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期75-78,117,共5页

讨论了焊接结构虚拟疲劳试验技术的必要性与可行性.围绕美国机械工程师协会ASME(2007)标准中公开发表的用于焊接结构疲劳寿命评估的一个新方法:主S-N曲线法,进行了理论探讨,并认为它是基于焊接结构疲劳破坏机理的,因而比基于名义应力的... 讨论了焊接结构虚拟疲劳试验技术的必要性与可行性.围绕美国机械工程师协会ASME(2007)标准中公开发表的用于焊接结构疲劳寿命评估的一个新方法:主S-N曲线法,进行了理论探讨,并认为它是基于焊接结构疲劳破坏机理的,因而比基于名义应力的方法更适合被选择为焊接结构虚拟疲劳试验的核心算法.介绍了两个典型的工程应用案例.结果表明,在设计阶段,基于主S-N曲线的焊接结构虚拟疲劳试验技术,可以有效地识别复杂焊接结构上每一条焊缝上的应力集中,这对设计修改具有很好的指导意义. 展开更多

关键词 焊接结构 疲劳损伤 虚拟疲劳试验 主S-n曲线法 应力集中

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基于模态叠加法的焊接结构疲劳寿命预测方法研究 被引量：20

3

作者 方吉 兆文忠 朴明伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期186-192,共7页

针对焊接结构疲劳寿命预测,从动力学的角度提出了一种基于模态叠加法的动态结构应计算方法,并验证了其可行性与正确性,该方法以时变载荷作用下焊接结构的动平衡为基础,考虑结构自身振动加速度对用于评价焊缝疲劳寿命的结构应力的影响,... 针对焊接结构疲劳寿命预测,从动力学的角度提出了一种基于模态叠加法的动态结构应计算方法,并验证了其可行性与正确性,该方法以时变载荷作用下焊接结构的动平衡为基础,考虑结构自身振动加速度对用于评价焊缝疲劳寿命的结构应力的影响,实现了动态载荷下焊接结构的动态结构应力计算,有效地拓宽了主S-N曲线疲劳预测方法的应用领域。 展开更多

关键词 动态结构应力 动力学 主S-n曲线法 焊接结构疲劳寿命预测

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基于随机振动理论的焊接结构疲劳寿命概率预测方法研究 被引量：19

4

作者 方吉 李季涛 +1 位作者 王悦东 兆文忠 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期24-30,共7页

为了能够在设计阶段对承受随机载荷作用的焊接结构的焊缝进行疲劳寿命预测,该文以随机振动理论为基础,结合主S-N曲线法,通过推导证明了用于焊接结构疲劳寿命评估的等效结构应力与激励载荷之间存在线性传递关系,从而提出了一个频域的焊... 为了能够在设计阶段对承受随机载荷作用的焊接结构的焊缝进行疲劳寿命预测,该文以随机振动理论为基础,结合主S-N曲线法,通过推导证明了用于焊接结构疲劳寿命评估的等效结构应力与激励载荷之间存在线性传递关系,从而提出了一个频域的焊接结构随机振动疲劳寿命概率预测新方法。该方法能够解决多随机载荷作用下复杂焊接结构振动疲劳寿命预测问题。通过T型接头的算例对比分析,证明了该方法能够考虑激励载荷的频率对焊缝疲劳寿命的影响。直接以线路实测随机加速度谱做为激励载荷,对某轨道集装箱平车车体结构关键焊缝的振动疲劳寿命进行预测,结果表明:该方法的预测结果与实际情况吻合,便于工程应用。 展开更多

关键词 随机振动 等效结构应力 主洲曲线法 焊接结构 疲劳寿命预测

原文传递

高速动车组角焊缝应力集中的识别方法 被引量：11

5

作者 兆文忠 李季涛 +2 位作者 李晓峰 李向伟 董平沙 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期82-87,共6页

针对高速动车组焊接构架角焊缝处应力集中无法采用名义应力法识别的问题,基于结构应力法,将角焊缝焊趾处的非线性应力分解为满足外载荷平衡的结构应力和自平衡的缺口应力,然后根据力的平衡方程得到各节点力及其力矩与线力及其线力矩间... 针对高速动车组焊接构架角焊缝处应力集中无法采用名义应力法识别的问题,基于结构应力法,将角焊缝焊趾处的非线性应力分解为满足外载荷平衡的结构应力和自平衡的缺口应力,然后根据力的平衡方程得到各节点力及其力矩与线力及其线力矩间的对应关系,进而推导出结构应力的计算公式,并给出角焊缝应力集中识别流程;基于所给出的算法和识别流程,采用C/C++以及ANSYS软件提供的APDL语言开发出焊接结构应力识别专用软件WSS,对某高速动车组焊接构架上诸多角焊缝应力集中进行识别,验证了基于结构应力的角焊缝应力集中识别方法不仅能给出应力集中的具体位置,还能给出具体的应力峰值及其对应的疲劳寿命,可用于优化高速动车组焊接构架的抗疲劳设计。 展开更多

关键词 高速动车组 焊接结构 角焊缝 应力集中 结构应力 主S—n曲线 疲劳损伤

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正交异性钢桥面板焊接接头疲劳评估方法 被引量：10

6

作者 崔闯 刘益铭 +2 位作者 廖贵星 张清华 卜一之 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1011-1017,共7页

传统正交异性钢桥面板疲劳性能评价方法评估精度不足,为准确评估其焊接接头的疲劳性能,基于线性累积损伤理论,探讨了结构应力法、切口应力法用于正交异性钢桥面板焊缝疲劳性能评估的可行性和准确性.以典型正交异性钢桥面板为研究对象,... 传统正交异性钢桥面板疲劳性能评价方法评估精度不足,为准确评估其焊接接头的疲劳性能,基于线性累积损伤理论,探讨了结构应力法、切口应力法用于正交异性钢桥面板焊缝疲劳性能评估的可行性和准确性.以典型正交异性钢桥面板为研究对象,采用足尺模型试验和仿真分析,并结合已有试验数据对上述评估方法进行验证.研究结果表明:与结构应力法相比,采用切口应力法或传统名义应力法评价正交异性钢桥面板的疲劳性能时,评价结果的离散性大;采用结构应力法(离散度为3倍标准差的主S-N曲线时)更准确,适用于正交异性钢桥面板焊接接头疲劳性能评估. 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 疲劳性能评估 切口应力法 结构应力法 主S-n曲线 疲劳试验

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焊接结构超高周疲劳主S-N曲线拟合及寿命预测方法 被引量：8

7

作者 周韶泽 郭硕 +2 位作者 陈秉智 张军 兆文忠 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期76-82,I0008,共8页

超声波疲劳试验是获得焊接接头超高周疲劳强度的实用方法.目前还没有有效方法能够预测和评估任意焊接接头形式的超声超高周疲劳寿命.文中提出了一种超声简谐共振条件下,评估焊接接头疲劳寿命的瞬态结构应力法,以及超声超高周疲劳主S-N... 超声波疲劳试验是获得焊接接头超高周疲劳强度的实用方法.目前还没有有效方法能够预测和评估任意焊接接头形式的超声超高周疲劳寿命.文中提出了一种超声简谐共振条件下,评估焊接接头疲劳寿命的瞬态结构应力法,以及超声超高周疲劳主S-N曲线拟合方法.基于已公开的300个焊接接头试验数据,拟合了铝合金焊接接头20 kHz超高周主S-N曲线.通过共振模型瞬态仿真分析,后雨流计数获得响应等效结构应力谱,与超高周疲劳主S-N曲线预测焊接结构疲劳寿命.结果表明,结构应力集中系数不会因焊接接头受到振动或外载大小变化而改变;拟合的超高周疲劳主S-N曲线是一条新的m=16.5的窄带,将主S-N曲线法理论的适用范围拓展到了超高周区域,可用于任意接头形式的焊接结构件超声振动超高周疲劳寿命预测. 展开更多

关键词 超高周疲劳 结构应力法 焊接接头 主S-n曲线 超声波振动

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焊接结构主S-N曲线拟合方法及软件开发 被引量：7

8

作者 李向伟 方吉 赵尚超 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期80-85,I0005,共7页

主S-N曲线法是当前焊接结构疲劳计算的新方法,在焊接结构疲劳分析中被广泛采用.该方法以等效结构应力为核心参量,实现了以一条S-N曲线计算不同载荷模式和焊接形式结构的疲劳寿命.依据主S-N曲线法,利用不同材料和焊接形式的疲劳试验建立... 主S-N曲线法是当前焊接结构疲劳计算的新方法,在焊接结构疲劳分析中被广泛采用.该方法以等效结构应力为核心参量,实现了以一条S-N曲线计算不同载荷模式和焊接形式结构的疲劳寿命.依据主S-N曲线法,利用不同材料和焊接形式的疲劳试验建立了焊接结构疲劳试验数据库.考虑厚度、弯曲比及多轴应力等修正参量的影响,采用最小二乘法原理,研究了不同主S-N曲线方程的拟合方法及其标准差.在此基础上,开发了主S-N曲线拟合方法的专用软件.基于VC++编程环境实现了名义应力、结构应力、等效结构应力、剪切结构应力、多轴结构应力及初始裂纹修正等主要计算功能.基于该软件,完成了试验数据的多参量的对比分析,为研究焊接结构疲劳寿命评估及影响因素分析提供了技术基础. 展开更多

关键词 主S-n曲线法 结构应力 最小二乘法 软件开发

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基于结构应力法的碳钢焊接结构疲劳评估

9

作者 于帮龙 王苹 +2 位作者 刘永 宋晓国 方洪渊 《电焊机》 2024年第8期64-70,共7页

焊接结构服役安全与寿命一直备受关注,在断裂力学的基础上建立的Master S-N曲线适用于不同接头形式的焊接钢结构抗疲劳设计。文中基于网格不敏感性的结构应力法对正交异性桥面板、T型接头、平板和管板焊接结构进行了疲劳性能评估。在疲... 焊接结构服役安全与寿命一直备受关注,在断裂力学的基础上建立的Master S-N曲线适用于不同接头形式的焊接钢结构抗疲劳设计。文中基于网格不敏感性的结构应力法对正交异性桥面板、T型接头、平板和管板焊接结构进行了疲劳性能评估。在疲劳评估的过程中,量化分析了焊接变形、焊缝尺寸、焊后残余应力等因素对复杂焊接结构的影响,并分别以角变形、平均应力为修正系数对疲劳数据进行修正。结果表明,正交异性桥面板结构、考虑角变形后的T形接头、考虑残余应力影响的平板和管板结构的疲劳数据均处于Master S-N曲线的两倍误差带以内,证实Master S-N曲线是焊接结构抗疲劳设计的首选曲线。 展开更多

关键词 焊接钢结构 疲劳评估 master S-n曲线 补焊 残余应力

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基于等效结构应力的铝合金地铁车体疲劳寿命预测 被引量：6

10

作者 李伟伟 陈秉智 《计算机辅助工程》 2014年第5期22-28,共7页

为评估某铝合金地铁车辆的疲劳寿命,采用美国ASME标准中的网格不敏感的主S-N曲线法对该车焊缝进行疲劳寿命预测.用HyperMesh对车体进行有限元建模,并对焊缝处网格细化;用ANSYS计算焊缝处应力;运用自主开发的FE-Weld软件对其进行等效结... 为评估某铝合金地铁车辆的疲劳寿命,采用美国ASME标准中的网格不敏感的主S-N曲线法对该车焊缝进行疲劳寿命预测.用HyperMesh对车体进行有限元建模,并对焊缝处网格细化;用ANSYS计算焊缝处应力;运用自主开发的FE-Weld软件对其进行等效结构应力的计算和疲劳寿命的预测;对疲劳寿命不符合设计要求的结构进行改进和优化,改进后结构的疲劳寿命符合设计要求.网格不敏感的主S-N曲线法具有重要工程应用推广价值. 展开更多

关键词 地铁 焊缝建模 疲劳寿命预测 有限元 等效结构应力法 ASME标准 主S-n曲线 铝合金焊接结构

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基于等效结构应力法的起重机箱形结构焊缝疲劳强度分析 被引量：5

11

作者 周超 万金镇 郑健 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第5期232-234,共3页

采用等效结构应力法计算了起重机箱形主梁的结构疲劳强度。建立了包含焊接细节的箱形梁的有限元计算模型,得到了最恶劣工况下主梁肋板和腹板的间断焊缝的节点力和节点弯矩,通过单元内节点力和节点应力的等效处理,获得相应位置与网格无... 采用等效结构应力法计算了起重机箱形主梁的结构疲劳强度。建立了包含焊接细节的箱形梁的有限元计算模型,得到了最恶劣工况下主梁肋板和腹板的间断焊缝的节点力和节点弯矩,通过单元内节点力和节点应力的等效处理,获得相应位置与网格无关的等效结构应力曲线并计算出中值和±σ偏差区间内疲劳寿命,通过与文献试验结果比较,显示预测结果具有较好精度和保守性,验证了建模方法和等效结构应力法在起重机结构疲劳评估领域的适用性。 展开更多

关键词 等效结构应力 箱形结构 焊缝 疲劳强度 主应力S-n曲线

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基于主S-N曲线的带止裂槽焊接接头疲劳寿命预测及改进 被引量：5

12

作者 任浩 卢序鑫 +1 位作者 聂春戈 刘燕 《计算机辅助工程》 2019年第4期32-36,共5页

以带止裂槽焊接接头为研究对象,提取可能发生疲劳失效的焊趾截面、焊喉截面和止裂槽截面的节点力,基于主S-N曲线法求解截面的等效结构应力,评估焊缝的疲劳寿命,并提出改进接头的建议。分析发现:止裂槽的存在会显著增加局部位置的应力,... 以带止裂槽焊接接头为研究对象,提取可能发生疲劳失效的焊趾截面、焊喉截面和止裂槽截面的节点力,基于主S-N曲线法求解截面的等效结构应力,评估焊缝的疲劳寿命,并提出改进接头的建议。分析发现:止裂槽的存在会显著增加局部位置的应力,导致疲劳寿命明显降低。填充止裂槽并适当增大水平方向焊脚尺寸,可以提高该位置疲劳寿命10倍左右。 展开更多

关键词 主S-n曲线 焊趾 焊喉 止裂槽 疲劳

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基于主S-N曲线的装载机工作装置疲劳寿命评估

13

作者 杨思源 宋绪丁 万一品 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第12期15-22,共8页

针对装载机在使用过程中焊接结构的疲劳开裂问题,文中在其设计阶段进行了疲劳寿命评估。首先,建立了工作装置中连杆网格尺寸为10,5,2.5 mm的有限元模型,对其进行静力学求解并提取其焊趾节点的结构应力,结果表明,在这3种网格尺寸下结构... 针对装载机在使用过程中焊接结构的疲劳开裂问题,文中在其设计阶段进行了疲劳寿命评估。首先,建立了工作装置中连杆网格尺寸为10,5,2.5 mm的有限元模型,对其进行静力学求解并提取其焊趾节点的结构应力,结果表明,在这3种网格尺寸下结构应力大小的相对误差不超过1%,验证了主S-N曲线法对网格尺寸不敏感的特性。此外,建立额定载质量9 t的装载机工作装置在台架试验姿态下含有焊缝细节特征的三维有限元模型,采用实测得到的疲劳试验加速加载谱进行加载计算,获得焊线L1~L8的结构应力,根据各焊线所受的载荷模式及所处位置的板厚等参数计算得到了工作装置焊线L1~L8的疲劳寿命,并与采用FE-SAFE软件计算得到的8条焊线疲劳寿命进行对比,二者分析结果均在焊线L2(动臂板与动臂油缸连接处焊缝)处首先发生疲劳破坏,疲劳寿命分别为12376.3和9597.6 h;通过与采用IIW和BS 7608标准计算的寿命进行对比,分析了结果差异的原因,评估结果对改进装载机工作装置结构与焊缝优化提供了依据。 展开更多

关键词 装载机 工作装置 疲劳寿命 主S-n曲线 FE-SAFE

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基于Bootstrap法的轨道车辆镁合金主S-N曲线研究

14

作者 杨建业 张哲 +1 位作者 董祺 白智文 《铁道技术标准（中英文）》 2023年第9期8-15,32,共9页

在轨道车辆轻量化设计中采用镁合金可以达到显著减少车体质量、提高列车运行速度以及减轻运营能源消耗的优化目标。针对在小子样疲劳试验空间中,镁合金焊接结构各存活率下主S-N曲线获取较为困难的问题,首先提出结合Bootstrap自助法与等... 在轨道车辆轻量化设计中采用镁合金可以达到显著减少车体质量、提高列车运行速度以及减轻运营能源消耗的优化目标。针对在小子样疲劳试验空间中,镁合金焊接结构各存活率下主S-N曲线获取较为困难的问题,首先提出结合Bootstrap自助法与等效结构应力法的疲劳评估方法。在此框架下,对不同板厚、材料、类型和应力比的镁合金焊接接头进行物理疲劳试验,并采用有限元仿真,进行试件接头焊趾处的等效结构应力数值模拟试验。其次,分别采用传统成组法和Bootstrap自助法拟合得出不同存活率下镁合金焊接结构疲劳寿命预测模型的统计参数。结果表明,Bootstrap自助法得到的镁合金疲劳试验样本拟合结果更趋于稳定,提高了镁合金疲劳寿命试验数据的拟合程度和样本数目较小时疲劳寿命预测的准确性。基于此方法得到并验证了镁合金焊接结构主S-N曲线的较精确回归模型。 展开更多

关键词 轨道车辆 镁合金焊接疲劳 Bootstrap自助法 主S-n曲线

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基于主S-N曲线法的T形接头疲劳评估和试验验证 被引量：4

15

作者 俞壮壮 孙振轩 《计算机辅助工程》 2018年第2期18-22,共5页

以T形焊接接头为研究对象,将可能发生疲劳破坏的焊趾截面和焊喉截面的节点力转换为相对于中面焊线的等效节点力和弯矩,并利用平衡等效原理转化为线力和线弯矩,基于材料力学公式求出截面的结构应力,解决应力对网格尺寸敏感的难题。从焊... 以T形焊接接头为研究对象,将可能发生疲劳破坏的焊趾截面和焊喉截面的节点力转换为相对于中面焊线的等效节点力和弯矩,并利用平衡等效原理转化为线力和线弯矩,基于材料力学公式求出截面的结构应力,解决应力对网格尺寸敏感的难题。从焊缝疲劳破坏的机理出发,基于Paris断裂力学公式推导以等效结构应力为变量的一条主S-N曲线,评估焊缝的疲劳寿命。分析结果发现:采用主S-N曲线法评估的寿命与试验值最接近且破坏位置准确,该主S-N曲线法准确性较高。 展开更多

关键词 主S-n曲线 焊趾 焊喉 疲劳 网格敏感

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基于结构应力法的起重机桁架焊缝疲劳寿命评估 被引量：3

16

作者 马月 钟福建 +1 位作者 虞卓力 刘龙 《机电工程技术》 2019年第11期208-210,共3页

由于长时间的高负荷运转,再加上恶劣的工作环境,起重机桁架臂架结构焊缝疲劳问题日益凸显,严重影响着设备的运行安全。为解决这一问题,采用了结构应力法,首先建立结构三维模型并通过Hypermesh进行网格划分,定义焊缝,然后根据Fe-safe软... 由于长时间的高负荷运转,再加上恶劣的工作环境,起重机桁架臂架结构焊缝疲劳问题日益凸显,严重影响着设备的运行安全。为解决这一问题,采用了结构应力法,首先建立结构三维模型并通过Hypermesh进行网格划分,定义焊缝,然后根据Fe-safe软件中的Verity模块确定危险焊缝位置,计算在不同工况下焊缝的等效结构应力,最后依据主S-N曲线计算得到焊缝疲劳使用寿命。该研究为起重机结构疲劳寿命分析提供了可靠的研究方法,也给广大重型机械管理者敲响了警钟,其维护安全工作势在必行。 展开更多

关键词 起重机桁架 焊缝疲劳 结构应力法 主S-n曲线

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承载T形接头疲劳试验对结构应力法的修正研究 被引量：2

17

作者 员征文 陆永能 +1 位作者 卢曦 崔慕春 《焊接》 2019年第6期61-64,I0029,共5页

为了更为精确地预测焊接结构的疲劳寿命,基于承载T形焊接接头的疲劳试验,建立有限元分析模型,50%存活率下,分别采用Verity法的位移控制模型、载荷控制模型、VOLVO法等结构应力法对T形焊接接头疲劳寿命进行寿命预测,结果表明,Verity法的... 为了更为精确地预测焊接结构的疲劳寿命,基于承载T形焊接接头的疲劳试验,建立有限元分析模型,50%存活率下,分别采用Verity法的位移控制模型、载荷控制模型、VOLVO法等结构应力法对T形焊接接头疲劳寿命进行寿命预测,结果表明,Verity法的载荷控制模型计算结果偏安全,VOLVO法计算结果偏危险,Verity法的位移控制模型计算结果与实际最为接近。而后,基于试验数据,修正了VOLVO法的柔性S-N曲线,采用该修正模型的计算结果可以较为精确地反映工程实际。 展开更多

关键词 结构应力法 Verity法 主S-n曲线 VOLVO法 焊接结构疲劳

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焊接节点低温疲劳试验与低温主S-N曲线的构建 被引量：2

18

作者 郑杰瑜 王艺陶 +3 位作者 刘俊杰 胡嘉骏 吴剑国 廖小伟 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第6期126-135,共10页

为了拓展主S-N曲线法,使之更好地适用于低温、极地环境下船舶与海洋工程结构物的疲劳评估,进行了EH36材料T型焊接接头的低温疲劳性能试验,收集了国内外多个焊接节点低温疲劳数据,建立了疲劳试验试件的有限元模型,运用等效结构应力法,计... 为了拓展主S-N曲线法,使之更好地适用于低温、极地环境下船舶与海洋工程结构物的疲劳评估,进行了EH36材料T型焊接接头的低温疲劳性能试验,收集了国内外多个焊接节点低温疲劳数据,建立了疲劳试验试件的有限元模型,运用等效结构应力法,计算焊接节点的等效结构应力,构建低温环境下焊接节点的主S-N曲线。使用该曲线,预测低温疲劳试验的寿命,并与疲劳试验结果、常温主S-N曲线、常温中值D曲线的预测结果进行了比较,结果表明,所提低温主S-N曲线预测方法具有较高精度,可用于低温环境下船舶与海洋结构物疲劳寿命的预测。 展开更多

关键词 等效结构应力法 主S-n曲线 低温疲劳 焊接接头 有限元分析

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铰接式轻轨客车车体结构强度的精细分析 被引量：6

19

作者 谢素明 马巧艳 +1 位作者 李娅娜 王剑 《大连交通大学学报》 CAS 2013年第1期1-5,共5页

为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元... 为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国ASME-2007标准的主S-N曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍. 展开更多

关键词 铰接式车体 子模型技术 主S-n曲线法 接触分析

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基于等效结构应力法的高强钢焊接结构低温主S-N曲线

20

作者 高杰 鞠晓臣 +2 位作者 左照坤 赵欣欣 段梦兰 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期571-581,共11页

现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验... 现有的疲劳S-N曲线已不再适用于北极的低温环境,为了评估北极海洋工程设备材料的低温疲劳寿命,有必要建立金属结构尤其是焊接结构的低温疲劳S-N曲线。本文基于等效结构应力法,计算出Q690高强钢管环焊缝的主S-N曲线,并通过共振疲劳试验对该方法进行了验证。在此基础上,结合大量的高强钢焊接结构试验结果,将温度敏感因子c引入到低温疲劳主S-N曲线的推导中,首次建立了基于低温金属焊接结构的主S-N曲线,并对文献中的疲劳S-N试验数据和ASME中的修正方法进行了对比和验证。结果表明,等效结构应力法能够较准确地计算出焊缝疲劳S-N曲线,推导出的金属焊接结构低温主S-N曲线与试验曲线吻合较好,能够满足低温地区工程要求,可为高强钢焊接结构在北极地区低温环境中的广泛应用提供理论指导。该方法可以为金属焊接结构的低温疲劳研究节省大量的成本,减少非标准试验操作造成的不必要的误差。这对北极海洋工程设备的设计、安全运行和疲劳评估具有重要意义。 展开更多

关键词 等效结构应力法 焊接结构 低温主S-n曲线 温度敏感系数

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