相关焊接角度对焊接结构疲劳性能的影响

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1、上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术焊接角度对焊接结构疲劳性能的影响1223郭宁生，徐胜利，王辉，刘军（1.西北工业大学科技处，陕西西安710072；2.中船重工第十二研究所应力控制与失效分析研究室,陕西兴平713102；3.西北工业大学工程力学系，陕西西安710072）摘要：采用有限元法研究平焊焊接的焊接角度对焊接结构连接件应力分布的影响，进而采用名义应力法分析其对结构疲劳性能的影响。结果发现，采用平焊工艺时，焊接角越大，应力集中越严重，焊接件的疲劳性能越差。焊接件疲劳寿命与焊

2、接角之间呈现出指数衰减关系。关键词：焊接结构；焊接角；应力集中；疲劳性能中图分类号：TG405文献标识码：A文章编号：1001-3814(2009)23-0163-03EffectofWeldingAngleonFatiguePerformanceofWeldedStructure1223GUONingsheng，XUShengli，WANGHui，LIUJun(1.Dept.ofScienceandTechnology,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an71007

3、2,China；2.No.12ResearchInstituteofCSIC,StressControlandFailureAnalysisResearchCenter,Xingping713102,China；3.Dept.ofEngineeringMechanics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an713102,China)Abstract：Theeffectofweldingangleonthestressdistributionoftheweldingzo

4、newasanalyzed.Thefatiguelifeoftheweldstructurewasdeterminedbynormalstressapproach.Theresultsshowthatabiggerweldingangleinducesamoreseverestressconcentration,whichreducegreatlythefatiguelifeoftheweldedstructure.Thefatiguelifeoftheweldingstructureexhibitsanexpo

5、nentialdecayfunctionoftheweldingangle.Keywords：weldedstructure；weldingangle；stressconcentration;fatigueperformance[3]随着国民经济的发展，焊接技术的进步极为对焊接结构疲劳性能的影响，如张光胜等人研迅速，它已越来越广泛地应用于各个工业领域。究了焊接残余应力对疲劳性能的影响，张忠文等[4]采用焊接结构与铆接结构相比，能简化结构的构人研究了焊接接头性能对疲劳性能的影响，韩[5]造细节，节约材料，提高生产效

6、率，改善工人工作丽青等人研究了热等静压对爆炸焊接接头组织条件。因此，目前船舶、机车、车辆、桥梁、锅炉等性能的影响。本文采用有限元法研究平焊焊接的焊工业产品，以及能源工程、海洋工程、航空航天工接角度对焊接结构连接件应力分布的影响，进而采程、石油化工工程、大型厂房、高层建筑等重要结用名义应力法分析其对结构疲劳性能的影响。构，无一不采用焊接结构。这些重要结构的安全1有限元分析直接影响着工农业生产、人民生命财产安全和改革开放的正常进行。所以提高这些结构的设计、1.1结构形式制造质量，保证起安全可靠使用是大家极为关心采用商

7、用软件ABAQUS[6]对采用平焊工艺的[1]的问题。焊接结构进行有限元分析。焊接结构连接部件的形疲劳失效是焊接结构的一种典型失效方式，式如图1(a)所示。该结构由两部分组成，分别为圆如何优化设计、减轻或消除结构的疲劳断裂危害，筒结构和环绕圆筒的焊接区。其中，圆筒筒壁厚为提高或延长焊接结构的疲劳寿命，是人们关注的10mm，横截面外径为140mm，长度为400mm。图[2-5]问题。人们从不同角度研究了焊接区细节处理1(b)为焊接区模型图,位于圆筒的中部；焊接为平焊，焊接角度a定义如图1(c)所示，焊缝区的宽度收稿

8、日期：2009-09-22为5mm。为了研究焊接角度对焊接区应力分布的基金项目：国家自然科学基金资助项目（50775183，50805118）影响，本文依次取焊接角a=15°、35°、55°和75°。作者简介：郭宁生(1973-)，男，陕西岐山人，讲师，硕士，研究方向：1.2材料参数工程力学；电话：029-88430815；E-mail:gnsheng@nwpu.edu.