交變載荷下焊接殘余應(yīng)力衰減規(guī)律研究.pdf

1、深海工程結(jié)構(gòu)中大量使用焊接結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜焊接接頭處均存在焊接殘余應(yīng)力場。殘余應(yīng)力場的存在會影響結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。焊接結(jié)構(gòu)在焊接完成之后會進(jìn)行一定的焊后處理以消除殘余應(yīng)力，有利于提高焊接構(gòu)件的使用時間。在海洋環(huán)境中，焊接結(jié)構(gòu)會受到風(fēng)、浪、流等的作用，結(jié)構(gòu)在這些交變載荷下會產(chǎn)生交變響應(yīng)，會造成焊接接頭處疲勞損傷，同時內(nèi)部殘余應(yīng)力發(fā)生衰減現(xiàn)象。本文將研究焊接殘余應(yīng)力場衰減的影響因素，以及在交變載荷下的衰減規(guī)律。
　　焊接結(jié)構(gòu)的初始?xì)堄鄳?yīng)力基

2、于焊接彈塑性有限元理論，運(yùn)用大型有限元計(jì)算軟件ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算得到。本文對Q235鋼平板對接接頭雙面焊焊接溫度場和應(yīng)力場的三維動態(tài)過程進(jìn)行計(jì)算，并將表面初始?xì)堄鄳?yīng)力與單面焊表面初始?xì)堄鄳?yīng)力進(jìn)行對比。之后，采用X射線衍射法對數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。使用疲勞試驗(yàn)機(jī)對不同試件施加不同幅值以及不同循環(huán)次數(shù)的交變載荷，對比原殘余應(yīng)力場分布以及經(jīng)過交變載荷作用后殘余應(yīng)力場分布，研究交變載荷水平以及循環(huán)次數(shù)對殘余應(yīng)力場的影響。
　　

3、通過對比數(shù)值計(jì)算結(jié)果與X射線衍射法試驗(yàn)結(jié)果，表明測量結(jié)果與理論結(jié)果相吻合，驗(yàn)證了本文所提出的有限元計(jì)算方法的有效性，說明焊接試件的表面殘余應(yīng)力可以通過數(shù)值計(jì)算獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，外加應(yīng)力的水平與交變周次都會一定程度上影響焊接殘余應(yīng)力的衰減，通過構(gòu)造衰減規(guī)律方程，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到殘余應(yīng)力衰減規(guī)律的擬合方程，并對比擬合方程和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的吻合情況，可以看出大部分?jǐn)?shù)據(jù)落在擬合方程的曲面上，所以擬合方程在一定程度上可