HTS-A钢对接接头的双轴低周疲劳寿命研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:toon126
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
工程中,焊接结构通常承受复杂的多轴循环载荷作用,焊缝区通常是疲劳失效的热点区域。因此研究焊接结构在复杂应力应变状态下的多轴疲劳更加具有实际意义。潜艇锥柱结合壳焊缝区是潜艇疲劳破坏的热点,该区受力状态为沿潜艇纵向的弯曲应力、纵向压应力和环向压应力等复杂比例循环应力。本文结合实际结构复杂的受力情况,在不考虑纵向压应力的前提下研究HTS-A钢对接接头在纵向弯曲、垂向受压循环比例加载状态下的双轴疲劳寿命。在研究中,将疲劳寿命分为工程意义上的裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命,并分别从试验和理论分析两方面研究了HTS-A钢对接接头的疲劳寿命。采用35mm厚HTS-A钢对接焊接试件分别进行纵向弯曲单轴疲劳试验,纵向受弯和垂向受压双轴疲劳试验。MTS四通道结构加载试验与分析系统和本课题组自行设计的多向疲劳加载工装,可实现单向疲劳循环加载和多向疲劳循环加载。由于试验设备和工装的复杂性,国内外尚无该双轴疲劳试验的报道,本次试验研究属国内首创。试验过程中提出了“试剂观测法”和“锈迹勾线法”,分别适用于监测初始裂纹的产生和追踪疲劳裂纹形貌的扩展,由于对传统方法做了一定的改进,因此更加具有实用性。本次试验得到了对接接头弯曲单轴疲劳和压弯双轴疲劳的断口形式和疲劳寿命。试验结果表明,工程意义上的疲劳裂纹萌生寿命是不可忽略的。垂向循环压力载荷缩短了试件的疲劳寿命,加快了试件的疲劳破坏。另外,垂向循环载荷对萌生寿命的影响大于对扩展寿命的影响。随着垂向压应力和纵向弯曲应力比的增大,扩展寿命所占总寿命的百分比越来越大,而萌生寿命所占总寿命的百分比则越来越小。在估算裂纹萌生寿命时,通过有限元软件ANSYS分析试件在单轴加载状态下的应力集中系数,采用多轴Neuber法计算双轴加载状态下的局部应力应变和循环应力应变幅;结合不同的应变一寿命模型计算疲劳裂纹萌生寿命,并考虑平均应力和残余应力的影响。与试验结果对比,认为采用临界平面法估算对接接头在纵向受弯和垂向受压循环加载状态下的疲劳裂纹萌生寿命较为准确。而且对比发现,估算焊接试件的疲劳萌生寿命时考虑平均应力和残余应力的影响是有必要的。在估算裂纹扩展寿命时,由于双轴疲劳试验中试件断口形式是以Ⅱ型裂纹为主导的Ⅰ型/Ⅱ型混合型裂纹,因此本文基于最大剪切面上的剪应力和法向应力提出一种新的等效应力强度因子幅。该应力强度因子幅考虑了裂纹扩展中最大剪切面上剪切力的主导作用和法向应力的副作用,具有一定的物理意义。在疲劳裂纹扩展寿命估算时,采用新的等效方法计算应力强度因子幅,并结合单轴弯曲疲劳的Paris公式进行计算。当取合适的材料参数时估算结果比较理想,并且估算结果随着双轴应力比的变化,反应出的结果趋势也与试验较为接近,说明该方法具有一定的实用性。
其他文献
目前,科学技术的发展大力推动了机器人技术的研究和应用,越来越多的工业机器人被应用到各种生产线上,工业机器人的研究也逐步成熟。但对于移动机器人尤其是步行机器人的研究相对
随着电子技术、嵌入式软件技术和控制技术的飞速发展,同时基础设施建设行业对施工机械的信息化、智能化、网络化要求的不断提高,基于嵌入式技术的工程机械监控系统的研发已成
儿童语文学习群的学习是以“愿景——朝向每个儿童的真实生长”来架构育人目标的,是以“选择”为前提、以“活动”为关键、以“分享”为保障的学习共同体,学习群可以让语文学
在海上溢油回收船中,围油栏浮筒内嵌在船体两侧,由扫油臂前端捕获装置抓取浮筒,将围油栏导出并伸展开,是溢油回收中非常重要的一步。在与青岛某环保企业合作的项目中发现,传统的捕
在连铸生产过程中,中间包钢水温度是影响成品质量及正常生产的主要因素。它对拉坯速度、浇铸速度、喷淋水量的调节起着重要作用。准确测量中间包内的钢水温度是连铸生产过程中
目的:分析半月板损伤患者实行关节镜术后康复护理的效果.方法:我院于2018年8月~2019年8月时间段共收治84例半月板损伤经关节镜术后治疗患者,根据患者入院先后顺序分组处理分
随着环境和能源问题的加剧,针对柴油机的排放法规日趋严格,这对柴油机的动力、油耗、排放等性能均提出了更高的要求。为了应对这些问题,高压共轨技术作为柴油机技术发展的一个主
导管螺旋桨作为一种特种推进器,与普通螺旋桨相比在重载荷工况下导管螺旋桨具有效率高,推力大,振动小等一系列优点,深受国内外船舶科研者的青睐。导管螺旋桨的理论研究是在势
GPS即全球卫星定位系统(Global Positioning System)是新一代的精密卫星导航定位系统。由于其全球性,适用面广,操作简单,连续实时三维定位,定位精度高等优势,在军事和民用领域得到
为了维护广大读者和作者的权益以及《消化肿瘤杂志(电子版)》的声誉,防止非法网站假冒我方网站诱导作者投稿并骗取费用,甚至有不法人员在网上冒充我刊编辑部人员进行诈骗活动