一般来讲,焊接结构具有强度高、设计灵活性大、密封性好、易于加工连接和易于实现自动化等优点。焊接是汽车车厢、车架和底盘的主要连接方式,目前焊接结构的钢重量已占钢铁总产量的一半以上,工业发达国家的这一比例甚至接近70%。焊缝作为焊接结构主要组成部分,其疲劳寿命很大程度上决定了焊接结构的疲劳寿命。据相关统计,汽车结构中大约有90%的损坏是由疲劳导致的。因此在设计早期,利用CAE(计算机辅助分析)手段对焊缝疲劳寿命进行预测从而进行结构改进,对于缩短产品的开发周期,降低研发成本有着重要的现实意义。另一方面,随着汽车行业的迅速发展,由此导致的能源短缺、环境污染等一系列问题日渐严重,因此“汽车减重,降低油耗,减少排放”成为汽车行业的关键所在。高强钢凭借其自身的优点已经成为极具应用前景的汽车轻量化材料,正逐步地替代传统的低碳钢成为汽车车身和某些底盘零部件的材料。本文正是在此背景下展开对高强钢焊接结构的疲劳寿命仿真预测方法的研究。目前普遍应用的焊缝疲劳仿真分析方法主要有名义应力法和结构应力法,本文针对两种方法的应用局限性及未考虑剪切结构应力导致的预测精度不高等问题,提出了一种新的高精度焊缝疲劳寿命预测方法。该方法以断裂力学为理论基础,通过计算得到整个裂纹扩展路径上的平均等效应力强度因子eqDK,并将其作为焊缝疲劳仿真分析方法的评价参数。对双相钢DP800GI和高强度低合金钢HSLA350GI两种高强钢材料的搭接接头进行疲劳试验,并与目前的名义应力法和结构应力法进行预测精度对比。本文主要内容如下:(1)介绍高强钢焊接的研究现状,简要概述了目前主要的几种焊缝疲劳寿命预测方法,并概述了断裂力学的理论基础。(2)介绍了传统的焊缝建模方法并指出其模拟不精确、建模和计算效率较低等缺点,论述了本文中的焊缝建模方法。(3)通过有限元提取焊缝周围各节点的节点力和力矩,计算出焊缝的结构应力,接着推出平均应力强度因子eqDK,从而计算出整个裂纹扩展路径上的平均等效应力强度因子(?)作为焊缝疲劳寿命预测的评价参数,(4)对DP800GI和HSLA350GI两种高强钢材料的搭接接头进行疲劳试验,并将(?)与试验所得的疲劳寿命数据进行双对数回归分析,得到的一条主(?)曲线作为焊缝的疲劳寿命预测曲线,与目前的名义应力法和结构应力法进行预测精度对比。本文研究表明:基于平均等效应力强度因子的焊缝疲劳寿命仿真预测模型能够有效地预测焊缝疲劳寿命,且预测精度高于目前的名义应力法和结构应力法,具有较高的工程应用价值。