摘要:

基于等效结构应力法原理对转向架焊接构架的疲劳寿命进行了分析.通过与名义应力法对比,进一步验证了等效结构应力法的网格不敏感性以及仿真结果的一致性.

摘要:

以某漏斗车的风缸吊座焊缝为研究对象,按照国内标准、运用等效结构应力法对其进行疲劳寿命评估,结果与焊缝出现破坏的实际运行年限不符.采用俄罗斯标准对该吊座焊缝进行疲劳分析,结果与焊缝出现裂纹的年限相符.在此基础上对吊座结构进行优化改进,结果表明:改进后吊座焊缝的疲劳寿命满足设计要求,运用多年未出现裂纹.

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梯形波纹腹板梁是一种力学性能优良的新型焊接结构,相关研究表明腹板波纹几何参数对其基本力学性能影响明显,但目前对其疲劳性能的影响研究较少.针对梯形波纹腹板梁,采用参数化有限元建模法建模,以南侧焊趾处的倾斜段和疲劳危险点作为疲劳薄弱环节,以等效结构应力变程作为疲劳评定参量,研究腹板厚度t、倾斜角θ、过渡圆半径r和波高hr等几何参数对疲劳薄弱环节的影响规律.结果表明:倾斜角θ是影响梯形波纹腹板梁疲劳性能的最关键几何参数,生产制造中建议倾斜角θ选择范围在27°～37°;其他几何参数对梯形波纹腹板梁疲劳性能的影响不大,但必须结合实际制造工艺和倾斜角θ的取值进行综合考虑.

摘要:

以CRH380B型动车组转向架焊接构架为研究对象,依据UIC 615-4加载标准计算了构架的整体静强度,并对局部应力进行了分析,找到了平均应力及应力幅较大部位.为更精确的估算关键焊缝的疲劳寿命,采用了子模型技术.在验证子模型可靠的基础上,运用Fe-safe软件中基于等效结构应力法的Verity模块估算了焊缝的疲劳寿命.分析结果表明,该构架的强度符合标准UIC 615-4的要求,焊缝的疲劳寿命也满足设计要求.

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为了在设计阶段准确地计算出空间任意走向的焊缝疲劳寿命,采用等效结构应力法对管状T型焊接接头的疲劳寿命进行了评估.建立了3种网格尺寸的管状T型焊接接头有限元模型,并计算结构应力.运用FE-weld疲劳评估软件计算出焊缝处的应力循环次数,并与试验数值进行比较.比较结果表明:等效结构应力法对焊接接头疲劳评估具有网格不敏感性和较高的准确性.

摘要:

利用成组法对某工程机械常用高强钢材料制作成的对接接头的疲劳寿命开展试验研究.采用美国机械工程师协会(ASME)标准中“网格不敏感的结构应力法及主S-N曲线法”对上述接头的疲劳寿命进行预测.研究表明:基于等效结构应力法的高强钢对接接头疲劳寿命预测结果与试验结果存在一定的偏差.依据董平莎提出的主S-N曲线修正表达式,并结合高强钢对接接头试验结果,引入等效结构应力范围(△Ss)修正系数,得到适用于900 MPa级高强钢疲劳寿命预测的修正主S-N曲线.

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为了研究端部角焊缝与高强度螺栓并用连接结构在循环荷载下的疲劳性能,通过试验,对比了焊接和栓焊两种不同连接结构疲劳寿命和疲劳失效机理的差异,分析了高强度螺栓对栓焊结构疲劳寿命的影响.结果表明,高强度螺栓能够减小焊缝处的受力,抑制裂纹扩展,提高结构连接刚度,有效延长结构的疲劳寿命.同时利用等效结构应力法对栓焊结构进行了寿命估算.估算结果与试验结果吻合良好,误差在10％以内,验证了等效结构应力法对端部角焊缝与高强度螺栓并用连接结构寿命估算的适用性.

摘要:

为研究残余应力对高层钢结构节点焊缝风致疲劳性能的影响,结合等效结构应力提出一种考虑残余应力影响的风致疲劳评估方法.首先,利用多尺度建模方法建立某12层钢框架结构多尺度模型,用谐波叠加法模拟脉动风速时程,分析框架结构在风荷载下的整体动力响应;其次,建立含焊缝及工艺孔的梁柱节点局部精细化子模型,模拟焊接温度场及残余应力场;通过施加初始应力场方式考虑残余应力的影响,计算子模型在考虑残余应力时的风致动力响应;最后,结合等效结构应力对焊缝疲劳寿命进行评估.结果表明,结合多尺度方法与子模型技术可实现对此类高层钢结构局部细节的分析,焊接顺序及工艺孔对子模型残余应力分布有一定影响,节点焊缝处残余应力的存在使风致疲劳寿命有所降低,该方法可用于高层钢框架梁柱节点风致疲劳评估.