基于缺口理论的复杂焊接结构疲劳分析方法

摘要

由于缺口应力法克服了名义应力难以确定和结构应力网格敏感性等缺陷,大大提高了复杂焊接结构疲劳分析的准确性,因此在近年来备受关注.缺口应力考虑了材料局部的微结构约束效应,真实反映了焊接结构的应力应变状态,并且在疲劳分析过程中能够建立起复杂结构与局部焊接接头之间的可靠联系.文章讨论了一些影响缺口应力法使用的关键因素:缺口应力集中系数,疲劳寿命曲线以及缺口应力求解方法等.采用对接接头和T型接头的参数化缺口模型,研究了焊趾角度,母板厚度和载荷形式等因素对缺口应力集中系数的影响规律;将多个焊接接头试样的疲劳数据统一在缺口应力系统之下,验证了采用FAT225等级的S-N曲线进行缺口疲劳评估的合理性;以机车焊接构架为实例,通过整体模型和局部缺口模型的分析结果比较,表明子模型方法能够准确求解复杂结构的局部缺口应力.