交變載荷下厚板表面焊接殘余應(yīng)力的松弛研究.pdf

1、船舶是一個(gè)具有復(fù)雜外形和空間布置的全焊接結(jié)構(gòu)，在整個(gè)生命周期內(nèi)，船舶所處的工作環(huán)境是相當(dāng)惡劣的，除了承受靜載外，更大程度上還會(huì)遭受交變循環(huán)載荷的作用，在這樣復(fù)雜的受力狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)也會(huì)不斷變化。對(duì)于全焊接的船舶而言，結(jié)構(gòu)內(nèi)焊接殘余應(yīng)力的變化，將直接關(guān)系到其使用性能以及疲勞強(qiáng)度的好壞。因此，為確保其在服役年限內(nèi)的安全性與可靠性，必須重視和了解復(fù)雜工況下，結(jié)構(gòu)內(nèi)焊接殘余應(yīng)力的演變過(guò)程?；诖吮尘?，本文首先，以文獻(xiàn)資料為主要呈現(xiàn)內(nèi)

2、容，科學(xué)的理解和歸納交變載荷作用下焊接殘余應(yīng)力松弛行為研究的意義及特點(diǎn)，提出了本課題的主要研究思路和研究方法。
　　 其次，詳細(xì)介紹了焊接殘余應(yīng)力測(cè)定的方法及手段，同時(shí)，回顧了已有的關(guān)于交變載荷作用下焊接殘余應(yīng)力松弛的相關(guān)理論，對(duì)相關(guān)概念進(jìn)行了界定。
　　 再次，以一個(gè)100mm厚的對(duì)接焊試件為試驗(yàn)對(duì)象，利用MTS疲勞試驗(yàn)機(jī)，對(duì)其施加循環(huán)壓縮載荷，在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)每一個(gè)標(biāo)定的循環(huán)周期下，借助于X射線應(yīng)力測(cè)試儀，對(duì)試件表面

3、測(cè)點(diǎn)處的實(shí)時(shí)殘余應(yīng)力進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)定與記錄。在所有循環(huán)周期結(jié)束后，依靠通用擬合軟件1Stopt，運(yùn)用麥夸特法(Levenberg-Marquardt)對(duì)試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，提出了大厚度焊接試件表面焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)的松弛演變模型。研究表明，在循環(huán)載荷的作用下，焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)的松弛行為，不僅與初始焊接殘余應(yīng)力值的大小有關(guān)，還與外加循環(huán)載荷的作用方向緊密相連。
　　 然后，本文首次將試驗(yàn)所提出的殘余應(yīng)力松弛演變模型拓展到材料的基本屬性

4、中，結(jié)合疲勞專業(yè)分析軟件ANSYS FE-Safe，對(duì)3種典型的循環(huán)載荷工況(脈動(dòng)壓縮，脈動(dòng)拉伸，交變循環(huán))下，焊接試件的疲勞性能做了數(shù)值模擬，全面分析與歸納了焊接殘余應(yīng)力的松弛行為對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞性能所產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)性影響。此外，針對(duì)實(shí)際的工作載況，本文就如何正確的利用焊接殘余應(yīng)力的松弛效應(yīng)提出了適用性的基本準(zhǔn)則，倡導(dǎo)合理化應(yīng)用焊接殘余應(yīng)力才是最終目的。研究表明，焊接殘余應(yīng)力的松弛行為對(duì)試件的疲勞強(qiáng)度的影響，會(huì)根據(jù)外加循環(huán)載荷類型的不同而發(fā)生變