低合金高強鋼低匹配對接接頭性能研究.pdf

1、高強度鋼等強以上匹配接頭焊接時，容易出現預熱溫度高、焊工工作條件惡劣、焊接結構易發(fā)生冷裂紋等問題。本文針對高強鋼焊接結構存在的這些問題，運用焊接相關的力學理論結合有限元數值模擬技術，提出了低合金高強鋼低匹配焊接接頭優(yōu)化方法，結果證明通過對低匹配焊接接頭的尺寸細節(jié)進行優(yōu)化，可以顯著提高低匹配接頭的靜載承載能力和疲勞性能。
　　采用有限元計算的方法，借助于大型工程軟件MSC.Marc，考察了幾何參數對對接接頭內部應力分布的影響，通過不

2、同幾何參數下焊趾和焊根處應力集中因子的有限元計算及回歸分析，闡明了對接接頭幾何參數與焊趾和焊根處應力集中經驗關系，提出了焊縫與母材靜載等強承載的準則，即焊根處應力集中因子與接頭匹配比相等。并對高強鋼低強匹配對接接頭的優(yōu)化設計過程進行了規(guī)范化，為不同低匹配對接接頭的優(yōu)化提供了參考。
　　針對經過優(yōu)化設計的接頭，分別考察了靜拉伸性能和疲勞性能，對優(yōu)化接頭的拉伸性能和疲勞性能與削平接頭的拉伸性能和疲勞性能進行比較。比較試驗結果表明：普通

3、削平低匹配接頭的拉伸強度和疲勞性能都比等匹配接頭低很多，由此可以斷定，實際工程應用中普通接頭的匹配比值不能取得過低。經過優(yōu)化的低匹配接頭其綜合性能得到了顯著的提高，它們的拉伸強度和疲勞性能都接近等匹配接頭的性能，匹配比為0.55的優(yōu)化接頭的抗拉強度比相同匹配比的普通接頭提高了113.6MPa，延伸率提高了46.7％，550MPa應力水平下的疲勞壽命也比相同匹配比的削平的接頭提高了361.1%。對低匹配接頭進行優(yōu)化設計，不僅使接頭斷裂模式