基于磁记忆机理的焊缝疲劳累积损伤特征.pdf

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1、敢验研究基于磁记忆机理的焊缝疲劳累积损伤特征邢海燕，杨文光，黄保富，秦萍(1．东北石油大学机械科学与工程学院，大庆163318；2．哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001)摘要：通过20号钢焊接平板试件的拉一拉疲劳试验，研究了在单周期和多周期循环载荷下焊缝疲劳累积损伤的磁记忆信号特征。结果表明，由于试件内部初始状态下各处应力分布不均匀，焊缝原始磁信号表现为起伏较大；随着循环周次的增加，试件内部应力集中重新分布，信号趋于稳定；在周期累积循环试验中，磁记忆信号随着循环周次的增加出现螺旋上升的趋势，呈现出磁弹性效应变化特征；通过建立磁记忆

2、信号与损伤度函数的模型，可根据磁记忆信号的变化准确判断裂纹扩展趋势，用于焊缝剩余寿命的预测。关键词：焊缝；疲劳损伤；磁记忆检测；应力集中中图分类号：TG115．28文献标志码：A文章编号：1000—6656(2012)03—0025—05WeldedJointsFatigueCumulativeDamageBehaviorBasedonMagneticMemoryMechanismXINGHai-Yan．-．YANGWen-Guang1。HUANGBa~Fu，QINPing~(1．SchoolofMechanicalScienceand

3、EngineeringtNortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China；2．SchoolofAstronautics，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Inordertogetmetalmagneticmemory(MMM)signalcharacteristicsundersinglecycletensionloadingandmulti-cyclicfatigueloading，2Osteelweldedpl

4、atespecimensweretestedbyexperiments．Insinglecycletensionexperiments。theloadingisincreasedfrom2OkNto6OkNat10kNintervalspace．Inmulti-cyclictensionfatigueexperiments。thestaticloadingis35kNandthestressratiois1／6．The·resultsshowedthatMMMsignalshadfluctuationsthroughoutthespec

5、imensundertheinitialstatebecauseoftheresidualstressdistributeduniformlyonweldedjoints．Withtheincrementoftensionloading，internalstressWflSredistributedagainandMMMsignaltendedtobestable．Inthecyclecumulativeexperiments，MMMsignalsshowaloop-arisingtrendalongwiththeincreaseofc

6、yclenumbers，reflectingthemagneticelasticvariationeffect．Byestablishingtherelationalmodelbetweenthedamagedegreeandthemagneticmemorysignal，thefatigueresiduallifeofweldedjointscanbeforecasted．Keywords：Weldedjoints；Fatiguecumulativedamage；Metalmagneticmemorytesting；Stresscon

7、centration焊缝结构广泛应用于压力容器、锅炉管道等设咬边、夹杂、未焊透等缺陷并导致较大的残余应力。备中。由于焊缝在焊接过程中受焊接技术、温度及服役后的设备若长期在高温高压的条件下工作，处母材与焊条材料的热力学性能等因素影响，易产生在交变载荷下的工作表面，特别是焊缝处易发生疲劳断裂，可能造成巨大的经济损失和灾难性的后果。收稿日期：2011-07—31因此，研究焊缝在交变应力下的力学特征、焊缝疲劳基金项目：国家自然科学基金资助项目(11072056)；黑龙江省自损伤过程的无损监测及寿命评估，对保障设备的安然科学基金资助项目(A200

8、907)；黑龙江省教育厅普通高等学校青全运行具有十分重要的意义。年学术骨干支持计划资助项目(1155G02)；国家大学生创新试验计目前针对焊缝疲劳损伤的研究大多集中在从宏划资助项目(101022019)观角