海洋工程復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力測(cè)試及調(diào)控研究.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著海洋鉆井平臺(tái)數(shù)量的逐漸增多,海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞問(wèn)題日趨突出,統(tǒng)計(jì)資料表明60%的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)失效是由疲勞引起的,其中90%的疲勞斷裂發(fā)生在焊接位置,這是由于焊后存在焊接殘余應(yīng)力,當(dāng)結(jié)構(gòu)承受的外力交變載荷與焊接殘余應(yīng)力疊加時(shí),焊縫區(qū)域承載能力下降而發(fā)生失效。因此,了解結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力分布特征,并采取有效調(diào)控措施是非常重要的。本文在綜述殘余應(yīng)力測(cè)試和調(diào)控方法的基礎(chǔ)上,以海洋工程 EQ56小試板、軸承座復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象進(jìn)行了焊接殘

2、余應(yīng)力測(cè)試及超聲沖擊應(yīng)力調(diào)控等試驗(yàn)研究工作,研究了大厚度高強(qiáng)鋼焊接殘余應(yīng)力分布特征和超聲沖擊對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響,以及不同沖擊強(qiáng)度下沖擊效果的差別。此外,還研究了在適中的沖擊強(qiáng)度下焊趾形貌和顯微硬度的變化。
  小試板焊接殘余應(yīng)力測(cè)試研究表明焊縫區(qū)域?yàn)楦叩睦瓚?yīng)力區(qū),遠(yuǎn)離焊縫區(qū)為壓應(yīng)力,縱向拉應(yīng)力峰值位于焊縫中心,橫向拉應(yīng)力峰值位于焊趾附近。經(jīng)沖擊強(qiáng)度10s/cm2超聲沖擊后,表面形成了均勻的壓應(yīng)力。
  采用輪廓法對(duì)小試板超

3、聲沖擊后的內(nèi)應(yīng)力測(cè)試研究表明:超聲沖擊后內(nèi)應(yīng)力沿厚度方向呈“M”型分布,表層由拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力,內(nèi)部則拉應(yīng)力增大或由壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力作為平衡。焊縫區(qū)域表層壓應(yīng)力層深約1~3mm,母材區(qū)域表層壓應(yīng)力層深約8~10mm,壓應(yīng)力沿層深不均勻分布。
  軸承座結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力測(cè)試研究表明月牙板焊縫、肋板焊縫焊接殘余應(yīng)力較高。月牙板焊縫上及附近區(qū)域縱向應(yīng)力達(dá)到450~600MPa,橫向應(yīng)力達(dá)到250~450MPa,月牙板整個(gè)面上均為拉應(yīng)力。

4、肋板焊縫中心縱向應(yīng)力約500MPa,橫拉應(yīng)力約300MPa,遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域?yàn)閴簯?yīng)力,最大壓應(yīng)力距焊縫中心約120mm,大小-550MPa。
  月牙板焊縫在不同的沖擊強(qiáng)度下形成的壓應(yīng)力均勻性不同,5s/cm2沖擊強(qiáng)度下壓應(yīng)力不均勻,10s/cm2、20s/cm2沖擊強(qiáng)度下壓應(yīng)力大小均勻、相近。肋板焊縫超聲沖擊后沖擊區(qū)域拉應(yīng)力均轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力,未沖擊區(qū)域拉應(yīng)力也顯著降低,未沖擊區(qū)域殘存的最大拉應(yīng)力約150MPa。
  超聲沖擊對(duì)大

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