拉剪點(diǎn)焊件疲勞強(qiáng)度分析與壽命預(yù)測(cè).pdf

1、本文對(duì)汽車用點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)拉剪試件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)，測(cè)量疲勞試驗(yàn)過(guò)程中固有頻率的數(shù)據(jù)變化。根據(jù)固有頻率隨循環(huán)數(shù)的變化規(guī)律，選擇適于研究疲勞損傷的固有頻率階數(shù)，探索了基于固有頻率、疲勞試驗(yàn)加載載荷譜來(lái)計(jì)算疲勞壽命的方法。單點(diǎn)點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)通常設(shè)計(jì)為主要承受剪切載荷，但實(shí)際中也會(huì)經(jīng)歷相當(dāng)大的拉伸載荷。本文對(duì)拉伸和剪切載荷組合作用下的點(diǎn)焊試件進(jìn)行了彈塑性有限元分析，描述其應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)分析結(jié)果，應(yīng)用不同損傷參量，預(yù)測(cè)疲勞壽命，比較

2、結(jié)果并分析裂紋可能的萌生位置。 首先，對(duì)拉剪點(diǎn)焊試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，不同壽命階段同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)，得到試件疲勞損傷過(guò)程中各階模態(tài)固有頻率的變化數(shù)據(jù)。將試件焊點(diǎn)部分沿長(zhǎng)度方向從中間剖開(kāi)，觀察焊核部分的微觀區(qū)域構(gòu)成；測(cè)量焊核及附近區(qū)域硬度變化，分析各區(qū)域材料性能變化規(guī)律；基于宏觀和微觀的失效和斷口分析，確定裂紋萌生位置、擴(kuò)展機(jī)理。 其次，結(jié)合模態(tài)固有頻率，疲勞加載載荷歷程，根據(jù)疲勞損傷演化規(guī)律，探索了疲勞壽命預(yù)測(cè)方法，并用

3、恒幅、變幅、隨機(jī)載荷歷程試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果處于可接受范圍內(nèi)。 然后，建立有限元模型，對(duì)拉伸和剪切組合作用下的點(diǎn)焊試件進(jìn)行彈塑性有限元模擬。根據(jù)不同加載方向施加約束和載荷，設(shè)置加載過(guò)程。有限元結(jié)果表明：不同加載方向，危險(xiǎn)位置有所不同，但應(yīng)力集中區(qū)域都在焊核附近，并非處于焊核根部，這與拉剪點(diǎn)焊試件試驗(yàn)結(jié)果觀察到的斷裂情形相似。 最后，基于有限元分析結(jié)果，應(yīng)用不同損傷參量、選取焊核附近不同位置進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)。修正以Mise