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车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究 被引量:50
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作者 李晓峰 谢素明 +1 位作者 时慧焯 兆文忠 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期74-78,共5页
为在设计阶段实现车辆焊接结构的抗疲劳设计,在研究AAR/BS/IIW标准的疲劳算法原理和焊接接头疲劳性能参数的基础上,给出基于AAR/BS/IIW标准进行车辆焊接结构疲劳寿命评估的方法和技术路线。依据AAR标准分析某公司出口的全钢焊接结构矿... 为在设计阶段实现车辆焊接结构的抗疲劳设计,在研究AAR/BS/IIW标准的疲劳算法原理和焊接接头疲劳性能参数的基础上,给出基于AAR/BS/IIW标准进行车辆焊接结构疲劳寿命评估的方法和技术路线。依据AAR标准分析某公司出口的全钢焊接结构矿石车车体的疲劳寿命,结果表明:该出口矿石车车体焊接结构的最短疲劳寿命发生在中部横梁腹板与横梁下盖板角接焊接区,寿命年限为59.4年,满足25年设计寿命的要求;通过与IIW标准中提供的焊接接头结构的对比分析,提出对某提速客车转向架焊接构架的定位座根部焊接结构进行打磨的改进方案。数据表明:改进方案明显提高了定位座根部焊接接头的寿命。经对比分析可以看出,基于IIW标准的焊接构架疲劳寿命预测结果与疲劳试验结果比较接近。 展开更多
关键词 车辆焊接结构 疲劳寿命 评估方法
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基于表面外推的热点应力法平板焊趾疲劳分析研究 被引量:35
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作者 周张义 李芾 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期90-96,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 热点应力 表面外推 焊接板结构 焊趾 疲劳分析
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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:34
3
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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高速动力车转向架焊接构架优化设计 被引量:16
4
作者 米彩盈 李芾 《机车电传动》 2005年第1期46-49,共4页
以高速动力车转向架焊接构架的质量为目标函数,以16Mn钢母材和焊缝的疲劳强度为约束条件,根据UIC615-4所规定的构架强度试验载荷,对高速动力车转向架焊接构架进行结构优化,提出了降低结构弯曲和扭转刚度的设计方法,以提高轻量化焊接构... 以高速动力车转向架焊接构架的质量为目标函数,以16Mn钢母材和焊缝的疲劳强度为约束条件,根据UIC615-4所规定的构架强度试验载荷,对高速动力车转向架焊接构架进行结构优化,提出了降低结构弯曲和扭转刚度的设计方法,以提高轻量化焊接构架的疲劳强度。优化方案构架的最大等效应力较原方案降低15.33%,结构刚度和应力分布趋于均匀,构架疲劳强度满足设计要求。 展开更多
关键词 焊接构架 高速动力车 转向架 构架强度 轻量化 疲劳强度 扭转刚度 优化设计 载荷 等效应力
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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
5
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
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焊接结构抗疲劳优化设计方法及应用 被引量:15
6
作者 丁彦闯 兆文忠 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期29-32,114,共5页
焊接结构的破坏往往表现为焊接接头的疲劳破坏,提出考虑焊接接头疲劳损伤约束的焊接结构抗疲劳优化设计方法。根据国际焊接学会(IIW)的焊接接头与部件疲劳设计评估标准,基于Miner累积损伤理论,提出虚拟疲劳试验技术预测焊接接头的累积损... 焊接结构的破坏往往表现为焊接接头的疲劳破坏,提出考虑焊接接头疲劳损伤约束的焊接结构抗疲劳优化设计方法。根据国际焊接学会(IIW)的焊接接头与部件疲劳设计评估标准,基于Miner累积损伤理论,提出虚拟疲劳试验技术预测焊接接头的累积损伤,以焊接接头的累积损伤为约束进行抗疲劳设计,采用基于试验设计的近似模型优化策略提高计算效率。采用此方法对某焊接构架进行了抗疲劳轻量化设计,选取10个设计变量,进行120次试验设计创建Kriging近似模型,在近似模型上应用序列二次规划算法进行优化设计,在结构尺寸、应力及给定焊接接头累积损伤约束下,构架重量减轻11.6%。此方法为设计过程中保证焊接结构的疲劳可靠性提供了一种新途径。 展开更多
关键词 焊接结构 疲劳损伤 优化设计 虚拟疲劳试验 近似模型
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提高焊接结构疲劳寿命的刚度协调策略与应用 被引量:12
7
作者 丁彦闯 兆文忠 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期31-34,共4页
焊接结构疲劳破坏的力学本质是局部应力集中,应力集中又是刚度突变所为,从刚度协调的角度分析了应力集中的原因。基于国际焊接学会IIW标准计算了对接平焊缝在不同刚度下的疲劳寿命,结果表明,焊缝磨平后疲劳寿命至少提高3.86倍;对盖板加... 焊接结构疲劳破坏的力学本质是局部应力集中,应力集中又是刚度突变所为,从刚度协调的角度分析了应力集中的原因。基于国际焊接学会IIW标准计算了对接平焊缝在不同刚度下的疲劳寿命,结果表明,焊缝磨平后疲劳寿命至少提高3.86倍;对盖板加强梁的疲劳寿命分析表明,加强板厚度增加1倍,则刚度增加1倍,而其疲劳寿命降低1倍;两个IIW标准算例证实了刚度协调对提高疲劳寿命的作用。基于实测动应力的焊接构架疲劳寿命预测,同样说明了刚度协调能显著提高结构的疲劳寿命,预测结果得到了试验验证。 展开更多
关键词 焊接结构 刚度协调 疲劳寿命
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16Mn钢焊接件疲劳裂纹萌生与扩展观察 被引量:8
8
作者 李金泉 杨化仁 罗来科 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期61-64,共4页
该文对 16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区 (HAZ)中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究。结果发现 ,疲劳裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关 ,由于焊接热影响区显微组织的不均匀性 ,使疲劳裂纹的扩展机制具有某些特殊性。疲劳裂纹扩展阶... 该文对 16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区 (HAZ)中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究。结果发现 ,疲劳裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关 ,由于焊接热影响区显微组织的不均匀性 ,使疲劳裂纹的扩展机制具有某些特殊性。疲劳裂纹扩展阶段裂纹尖端附近为形成于铁素体晶粒内的位错胞及亚晶。在疲劳断裂的各个阶段 。 展开更多
关键词 焊接件 疲劳裂纹 位错 疲劳断口 显微组织
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机械设备焊接结构的疲劳寿命研究 被引量:8
9
作者 龙靖宇 《煤矿机械》 北大核心 2005年第6期39-40,共2页
以某厂桥式起重机主梁的危险可见裂纹的研究为例,介绍了一种将断裂力学和有限元分析相结合,对机械设备焊接结构进行疲劳寿命研究的新方法。
关键词 焊接结构 起重机 疲劳寿命 主梁 ANSYS 断裂力学
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基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测系统开发和关键技术 被引量:11
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作者 李向伟 《计算机辅助工程》 2014年第4期46-52,共7页
根据ASME标准的计算公式,开发基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测软件,其核心是采用网格不敏感结构应力及一条主S-N曲线的方法计算焊接结构的疲劳寿命.系统开发选用面向对象的VC++语言和OpenGL开发库;采用模块化程序设计的思想将系... 根据ASME标准的计算公式,开发基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测软件,其核心是采用网格不敏感结构应力及一条主S-N曲线的方法计算焊接结构的疲劳寿命.系统开发选用面向对象的VC++语言和OpenGL开发库;采用模块化程序设计的思想将系统划分为有限元定义模块、焊缝定义及结构应力计算模块、载荷谱管理及雨流计数模块、主S-N数据管理及疲劳计算模块等4个核心模块;开发专用的接口程序和三维交互界面.该软件系统已在我国轨道交通制造行业中得到良好应用.以某货车车体关键焊缝疲劳寿命计算为典型实例,用软件系统进行车体疲劳寿命评估,计算结果表明该货车焊缝满足设计要求,同时也证明该软件系统的实用性和高效性. 展开更多
关键词 焊接结构 疲劳 预测 S-N曲线法 软件开发 工程应用
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高速动车组角焊缝应力集中的识别方法 被引量:11
11
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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基于等效结构应力的焊接结构疲劳寿命评估 被引量:9
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作者 李明高 刘东亮 +1 位作者 丁彦闯 兆文忠 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2013年第5期118-121,共4页
焊接结构的疲劳破坏往往发生于焊缝部位,对于焊缝部位的疲劳分析常用方法有基于名义应力的BS7608标准的、IIW标准的方法,以及基于结构应力的ASME方法。基于等效结构应力的主S-N曲线疲劳寿命预测法由新奥尔良大学的董平沙教授提出,该方... 焊接结构的疲劳破坏往往发生于焊缝部位,对于焊缝部位的疲劳分析常用方法有基于名义应力的BS7608标准的、IIW标准的方法,以及基于结构应力的ASME方法。基于等效结构应力的主S-N曲线疲劳寿命预测法由新奥尔良大学的董平沙教授提出,该方法具有疲劳寿命结果不受有限元模型网格大小影响,以及不受接头类型限制的主S-N曲线数据等特点。分析了该方法的疲劳寿命预测原理,并对某搭接接头进行实例分析,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 焊接结构 疲劳寿命 结构应力 等效结构应力
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轨道车辆焊接结构抗疲劳设计过程中的认识误区 被引量:9
13
作者 兆文忠 李季涛 方吉 《大连交通大学学报》 CAS 2016年第5期1-7,共7页
针对当前轨道车辆制造行业内在焊接结构的疲劳失效治理上出现的认识问题,论文从理论与方法上将这些问题归纳为五个认识误区:将用于金属疲劳强度设计的理论用于焊接结构;将用于母材的修正Goodman图用于焊接结构;认为提高母材的屈服强度... 针对当前轨道车辆制造行业内在焊接结构的疲劳失效治理上出现的认识问题,论文从理论与方法上将这些问题归纳为五个认识误区:将用于金属疲劳强度设计的理论用于焊接结构;将用于母材的修正Goodman图用于焊接结构;认为提高母材的屈服强度使焊接接头的抗疲劳能力也提高;认为焊接质量问题应该为焊接结构的疲劳失效负主要责任;认为焊接结构残余应力也应该为其负主要责任.针对这些理论与方法上的认识误区,论文重点讨论了一个有助于澄清这些认识误区的重要理论基础——基于焊接结构疲劳失效机理的、已经写进美国标准的预测焊接结构疲劳寿命的结构应力法,其中包括有能力识别焊缝上应力集中的结构应力的力学内涵,以及基于裂纹两阶段扩展模型的疲劳寿命积分.最后,论文用一个发生在某高速动车组转向架上焊接吊架的疲劳隐患治理,证明了扎实的理论基础是澄清上述模糊认识的一个必要条件. 展开更多
关键词 轨道车辆 焊接结构 疲劳寿命 认识误区 结构应力法 疲劳隐患治理
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焊接结构抗疲劳设计新方法与应用 被引量:9
14
作者 王苹 裴宪军 +1 位作者 钱宏亮 DONG Pingsha 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期349-360,共12页
与传统金属材料/小尺寸疲劳试样不同,焊接结构具有其独特的疲劳特性:裂纹萌生周期短、疲劳寿命主要消耗在裂纹扩展阶段、焊接结构疲劳具有尺寸效应,这些因素导致了动载荷应力幅值为焊接结构疲劳失效的第一驱动力。基于有限元分析的无网... 与传统金属材料/小尺寸疲劳试样不同,焊接结构具有其独特的疲劳特性:裂纹萌生周期短、疲劳寿命主要消耗在裂纹扩展阶段、焊接结构疲劳具有尺寸效应,这些因素导致了动载荷应力幅值为焊接结构疲劳失效的第一驱动力。基于有限元分析的无网格敏感性结构应力法,可有效描述焊接接头位置的动载荷应力。该方法结合国际疲劳设计标准中S-N曲线族与裂纹扩展速率关系,提出一条能够统一描述不同几何形式、不同板厚接头疲劳行为的Master S-N曲线。该方法在2003年SAE"Fatigue Challenge"焊接结构疲劳预测挑战中获得最准确的结果,并已纳入ASME FFS-1标准等国际标准。结构应变方法则是在结构应力方法基础上提出,可以进一步统一描述不同材料焊接构件的高/低周疲劳性能的疲劳评估方法。该方法采用Master E-N曲线将高周疲劳与低周疲劳分析方法统一。目前此方法已经应用于轨道交通、正交异性桥、重型装备等大型复杂焊接结构的疲劳设计与服役寿命预测中,可量化分析焊接变形、焊缝尺寸、熔透率等因素的影响,实现针对复杂焊接结构/接头的抗疲劳设计。 展开更多
关键词 焊接结构 抗疲劳设计 Master S/E-N曲线 结构应力/应变法
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基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究 被引量:8
15
作者 周韶泽 郭硕 +3 位作者 张军 陈秉智 兆文忠 李永华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期48-54,共7页
瞬态疲劳分析比频域疲劳分析更能反映结构动态特性。该方法因轨道车辆有限元模型太大,仿真时间成本过高而难以被大量、广泛应用。提出基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法。基于Guyan缩减理论,提出子结构模态匹... 瞬态疲劳分析比频域疲劳分析更能反映结构动态特性。该方法因轨道车辆有限元模型太大,仿真时间成本过高而难以被大量、广泛应用。提出基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法。基于Guyan缩减理论,提出子结构模态匹配方法确定动态子结构模型,再对动态子结构模型进行刚柔耦合仿真获得载荷历程。对该模型生成的焊缝子结构模型进行瞬态分析,获得等效结构应力响应时程进行焊缝疲劳寿命评估。以某高速列车焊接车体验证,研究结果表明:所提出方法能考虑轨道车辆刚柔耦合模拟和结构的动态振动特性,与传统方法相比,模态分析时间减少到47%,焊缝疲劳寿命评估结果误差不超过2%,但瞬态仿真时间减少95%。该方法还可以运用于其他焊接结构的瞬态仿真疲劳寿命评估。 展开更多
关键词 子结构 刚柔耦合 瞬态分析 焊接结构 结构应力法 疲劳寿命
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基于刚柔耦合的SQ6型车车体结构振动疲劳分析 被引量:8
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作者 方吉 杨晨曦 韩正彦 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2070-2076,共7页
随着我国轨道列车运行速度的不断提升,因车辆结构自身的振动引起结构疲劳失效的案例越来越多。为了能够在轨道车辆产品设计阶段对其焊接结构线路运行条件下的疲劳进行可靠预测,将结构网格不敏感结构应力法与刚柔耦合仿真相结合提出焊接... 随着我国轨道列车运行速度的不断提升,因车辆结构自身的振动引起结构疲劳失效的案例越来越多。为了能够在轨道车辆产品设计阶段对其焊接结构线路运行条件下的疲劳进行可靠预测,将结构网格不敏感结构应力法与刚柔耦合仿真相结合提出焊接结构振动疲劳寿命预测新方法。以SQ6型双层运输车为应用对象,考虑车体结构的弹性变形和模态振动采用动态子结构法将其做成柔性体。建立刚-柔耦合动力学模型进行线路运行模拟仿真,计算结果显示该车曲线通过安全性和平稳性均满足GB5599标准要求。从动力学计算结果中提取柔性体模态坐标时间历程,采用模态结构应力法计算获得该车焊接结构的振动疲劳寿命最低854万km,满足设计要求。 展开更多
关键词 刚-柔耦合 动力学 焊接结构 振动疲劳 SQ6型双层运输车
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焊接结构随机振动疲劳分析方法研究与应用 被引量:3
17
作者 周晓坤 裴宪军 +3 位作者 董平沙 贺茂盛 谢素明 付婷婷 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期643-656,共14页
针对焊接结构在服役过程中承受的随机动载荷频率与结构固有模态频率接近时,接头可能发生疲劳破坏,使传统单轴静载疲劳分析方法不再适用的问题,提出评估焊接结构的多轴随机振动疲劳分析方法。该方法将时域激励信号转化为自谱和互谱,并结... 针对焊接结构在服役过程中承受的随机动载荷频率与结构固有模态频率接近时,接头可能发生疲劳破坏,使传统单轴静载疲劳分析方法不再适用的问题,提出评估焊接结构的多轴随机振动疲劳分析方法。该方法将时域激励信号转化为自谱和互谱,并结合模态分解与结构应力方法,得到包括结构正应力与剪应力的自谱和互谱,基于路径依赖的最大范围法原理得到等效结构应力的功率谱,最后通过Dirlik模型计算出结构损伤和振动疲劳寿命。以某高速货车为例进行疲劳寿命分析与改进校核,验证了该方法可进一步提升焊接结构疲劳寿命预测的时效性和准确性。 展开更多
关键词 焊接结构 随机振动 疲劳破坏 时域 频域 疲劳寿命
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2205双相不锈钢焊接结构疲劳裂纹扩展速率研究 被引量:7
18
作者 王智祥 张鑫 张继祥 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第4期880-884,共5页
在不同应力比R下,采用标准SE(B)试样,在PLG-200高频试验机上对2205双相不锈钢的焊缝(WM)、热影响区(HAZ)和母材(BM)进行疲劳裂纹扩展速率试验,获得了2205双相不锈钢在各种应力比下的回归方程和扩展速率da/dN与应力强度因子ΔK的关系曲... 在不同应力比R下,采用标准SE(B)试样,在PLG-200高频试验机上对2205双相不锈钢的焊缝(WM)、热影响区(HAZ)和母材(BM)进行疲劳裂纹扩展速率试验,获得了2205双相不锈钢在各种应力比下的回归方程和扩展速率da/dN与应力强度因子ΔK的关系曲线。结果表明:2205双相不锈钢焊接结构中焊缝裂纹扩展速率最低,抗疲劳裂纹扩展能力最高;母材疲劳裂纹扩展速率最高,抗疲劳裂纹扩展能力最差;焊缝对应力变化的灵敏度最高,热影响区次之,母材最弱。 展开更多
关键词 双相不锈钢 焊接结构 疲劳裂纹扩展
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考虑残余应力影响的焊接结构疲劳总寿命预测方法 被引量:7
19
作者 管德清 丁湘泽 潘嫣然 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第3期15-21,共7页
为了更加准确地评估焊接结构的疲劳寿命,提出了一种结合临界距离法和断裂力学理论的焊接结构疲劳总寿命预测方法。采用三维有限元动态模拟焊接过程,得到焊接残余应力分布规律,依据临界距离理论预测局部应力—寿命曲线,建立了疲劳裂纹萌... 为了更加准确地评估焊接结构的疲劳寿命,提出了一种结合临界距离法和断裂力学理论的焊接结构疲劳总寿命预测方法。采用三维有限元动态模拟焊接过程,得到焊接残余应力分布规律,依据临界距离理论预测局部应力—寿命曲线,建立了疲劳裂纹萌生寿命的预测方法。在裂纹扩展阶段,按瞬态裂纹尺寸修正应力强度因子,利用权函数法求解残余应力强度因子,结合Forman公式计算疲劳裂纹扩展寿命。将焊接十字接头疲劳试验结果与预测总寿命进行对比分析,发现试验结果与预测值吻合较好。不同荷载水平下,裂纹萌生和扩展寿命各自所占总寿命比例不同,残余应力的存在对两阶段疲劳寿命均有不利影响。 展开更多
关键词 焊接结构 残余应力 疲劳总寿命 临界距离法 应力强度因子 权函数法
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点焊结构在随机振动环境下的疲劳寿命研究 被引量:6
20
作者 黄军 王瑞杰 毛志亮 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期1838-1842,共5页
在叙述振动疲劳寿命频域法中的Dirlik方法的基础上,根据模态试验修正有限元模型,采用有限元方法对点焊结构进行随机振动疲劳寿命预测。分析了不同PSD谱型对随机振动疲劳寿命的影响。结果表明:同一振动量级下,处于第1阶固有频率段的PSD... 在叙述振动疲劳寿命频域法中的Dirlik方法的基础上,根据模态试验修正有限元模型,采用有限元方法对点焊结构进行随机振动疲劳寿命预测。分析了不同PSD谱型对随机振动疲劳寿命的影响。结果表明:同一振动量级下,处于第1阶固有频率段的PSD幅值增加,随机振动疲劳寿命呈现明显下降趋势;在白噪声加速度功率谱作用下,功率谱密度幅值保持不变的条件下,随着带宽的增加,随机振动寿命呈现减小趋势,第1阶模态频率与第2阶模态频率间的非共振区频率段对随机振动疲劳寿命的影响是不可忽略。 展开更多
关键词 Dirlik方法 点焊 有限元法 随机振动疲劳寿命 PSD谱型
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