雙周疲勞載荷下焊接接頭的疲勞行為.pdf

1、傳統(tǒng)的疲勞極限定義為107周次，使用常規(guī)疲勞試驗(yàn)技術(shù)可以滿足要求。但是隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，許多工業(yè)部門(mén)(目前對(duì)焊接接頭和結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的疲勞設(shè)計(jì)與評(píng)定均是建立在單周疲勞載荷試驗(yàn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上)。事實(shí)上一些重要焊接工程結(jié)構(gòu)，如飛機(jī)、核反應(yīng)堆、水輪機(jī)、汽車(chē)、燃?xì)廨啓C(jī)以及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等，在承受低頻高幅的交變載荷過(guò)程中，還不時(shí)地發(fā)生不同程度的高頻低幅振動(dòng)。這些振動(dòng)頻率可達(dá)數(shù)千赫茲，循環(huán)數(shù)常?？蛇_(dá)108～109次。現(xiàn)有規(guī)范在估算實(shí)際工程結(jié)構(gòu)疲勞壽命時(shí)

2、經(jīng)常不考慮高頻振動(dòng)的有害作用，僅將高頻分量疊加在主交變載荷上，按單周化處理或干脆將其徹底忽略。如果這種振動(dòng)僅僅是依附于平均載荷之上，由于其振幅較小，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞相對(duì)較輕。然而如果是疊加在低頻率循環(huán)載荷之上，它對(duì)材料所造成的復(fù)合損傷將大大地加速工程結(jié)構(gòu)尤其是焊接結(jié)構(gòu)的損壞和失效，嚴(yán)重地威脅到整個(gè)設(shè)備或結(jié)構(gòu)的安全可靠性和使用壽命。 在雙周疲勞試驗(yàn)中，疲勞試件必須滿足諧振條件，所以試件通常設(shè)計(jì)為狗骨形，這樣不僅使試件獲得很大的應(yīng)力

3、放大系數(shù)，還使其中部產(chǎn)生最大應(yīng)力。本文中對(duì)雙周疲勞試件的設(shè)計(jì)，主要有共振長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)及不同幾何外形試件的位移、應(yīng)力分布情況。 使用帶超聲頻載荷分量的雙周實(shí)驗(yàn)裝置分別進(jìn)行了16Mn焊接接頭在純低周(LCF)、純高周(HCF)以及雙周循環(huán)(CCF)加載條件下的疲勞試驗(yàn)，研究了焊接接頭在雙周疲勞載荷作用下的疲勞性能。研究發(fā)現(xiàn)，焊接接頭的雙周疲勞性能低于純低周而高于純高周。疊加于大幅低周載荷上的小幅高周載荷及疊加于大幅高周載荷上的小幅低周