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本文研究了激光-电弧复合焊薄板7075-T6铝合金接头的疲劳裂纹扩展特性。首先通过试验建立了不同热输入量与弹性模量之间的函数关系,并获得了给定热输入量下的疲劳寿命。另外,文中还比较了各种焊接缺陷对疲劳寿命的影响。基于改进的Forman公式,提出了一种考虑复合焊7075-T6铝合金接头性能差异性、应力强度因子门槛值、裂纹扩展驱动力以及残余应力等多因素耦合的接头寿命预测模型。通过有限元模拟仿真并结合裂纹扩展和接头拉伸试验,对提出的模型进行了验证。结果表明,该模型预报的接头寿命与试验结果吻合较好。本文采用ABAQUS有限元软件仿真计算方法综合考虑了复合焊接头性能差异性、应力强度因子门槛值、裂纹扩展驱动力以及残余应力等因素对复合焊7075-T6铝合金接头疲劳寿命的影响:1.由于经历了复杂的热循环及化学冶金过程,焊接接头中通常存在较多的缺陷,如裂纹、气孔、夹渣等,因此焊接接头的性能与母材的性能有较大差别。在有限元模拟过程中,母材与焊接接头分别建模比较符合实际。2.研究发现,只有当应力强度因子幅大于某临界值时裂纹才会扩展。如果直接用Paris公式预测接头的疲劳寿命,难以确保所得结果的准确性。3.根据经典的Paris公式,人们普遍认为应力强度因子幅K是裂纹扩展的主要驱动力。试验研究发现,在应力强度因子幅相同的条件下,外载荷越大,裂纹扩展速率越大,这表明裂纹扩展速率不仅受K的影响而且还与最大应力有关。因此,数值模拟过程中不应忽略最大外载荷的影响。4.众所周知,金属材料在焊接过程中经历了复杂的热循环及化学冶金过程,导致冷却至室温后,接头中存在成分、组织和性能不均匀现象,并在焊接接头中存在较大的拉伸残余应力。残余拉应力的存在,会恶化接头的服役行为。然而,在做CT试验时,由于在试样焊缝处机加工了一个缺口,导致焊缝处的绝大部分残余应力得到释放,因此,残余应力对实验室测得疲劳寿命的影响几乎可以忽略。