焊接钢结构疲劳强度预测的临界距离方法研究

摘要

本文以焊接钢结构的疲劳问题为研究对象，采用临界距离理论，考虑焊接残余应力对疲劳的影响，建立了焊接钢结构疲劳强度预测的临界距离方法，并将理论预测与试验进行比较，验证了本文所建立方法的正确性。论文主要从以下几个方面进行研究： 本文以断裂力学理论为基础，研究了受均匀拉应力作用下带贯通裂纹的无限大板裂纹尖端附近的应力场，首次提出了一种预测切口疲劳极限的半椭圆面积法，并确定了半椭圆区域的大小。将这种方法首次分别应用于带圆孔板和带椭圆孔的无限大板的疲劳极限预测，并与临界距离的点法、线法和面法及Peterson公式计算结果进行了比较，表明本文方法预测结果具有良好的精度，验证了本文方法的有效性。 采用有限元理论，利用大型有限元软件Ansys对常见的对接板接头、错位板接头、T型板接头、十字型板接头几类典型的焊接钢结构进行了有限元计算，得到了这些结构的应力场。以此为基础，分别采用临界距离的点法、线法、面法，并考虑焊接残余应力的影响，利用有效应力集中系数预测模型预测了这些焊接钢结构的疲劳强度，并与试验结果进行了比较，说明了临界距离法可以用于存在残余应力的焊接钢结构的疲劳强度预测。 在考虑焊接残余应力影响的基础上，首次将本文所建立的半椭圆面积法应用于几类典型焊接钢结构的疲劳强度预测，并与试验结果进行了比较，验证了该方法在焊接钢结构疲劳强度预测中的有效性。从而为焊接钢结构疲劳强度预测提供了新的途径和方法。本文方法对工程应用有参考价值。

目录

文摘

英文文摘

长沙理工大学学位论文原创性声明及版权使用授权书

第一章绪论

第二章疲劳强度预测的临界距离理论

第三章焊接钢结构应力场的计算

第四章焊接钢结构疲劳强度预测的临界距离法

第五章总结与展望

参考文献

致谢

附录