冷軋奧氏體不銹鋼車體材多點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞可靠性的試驗(yàn)研究.pdf

1、冷軋301L系列板是制造軌道不銹鋼輕量車體的主材，隨著大批200公里時(shí)速動(dòng)車組輕量化客車投入使用和全國(guó)地鐵、城鐵的擴(kuò)展，對(duì)不銹鋼輕量化客車的需求正迅速增加。目前，國(guó)產(chǎn)奧氏體不銹鋼冷軋板材已經(jīng)投入使用，但由于缺乏應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，不銹鋼車體設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中遇到了很多亟待解決的困難。本文以國(guó)產(chǎn)301L-HT板為研究對(duì)象，在前期對(duì)單點(diǎn)電阻點(diǎn)焊疲勞性能研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)多點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的拉伸剪切靜強(qiáng)度試驗(yàn)和高周疲勞試驗(yàn)、以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有限元失

2、效模擬分析，研究焊點(diǎn)個(gè)數(shù)與排布對(duì)靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度的影響，優(yōu)化多點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)和點(diǎn)焊工藝，為車體設(shè)計(jì)、制造提供可參考基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
　　 研究結(jié)果表明，多點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)斷裂靜強(qiáng)度與焊點(diǎn)數(shù)呈良好的線性關(guān)系，焊點(diǎn)的排布對(duì)斷裂強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響；點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)剛度隨焊點(diǎn)數(shù)的增加而增大，等邊三角形排布的結(jié)構(gòu)剛度優(yōu)于其它排布方式；點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的斷裂吸收功隨焊點(diǎn)數(shù)的增加而增大，其中沿拉伸方向豎直排布的點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)斷裂吸收攻最大。試件的疲勞斷裂模式全部為雙面穿板斷裂

3、，疲勞裂紋起始于點(diǎn)焊熱影響區(qū)搭接板內(nèi)表面，沿板厚方向向外表面擴(kuò)展；點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)99.9％存活率的疲勞極限與焊點(diǎn)個(gè)數(shù)基本呈線性倍數(shù)關(guān)系，而50％存活率的疲勞極限對(duì)于單點(diǎn)、雙點(diǎn)、四點(diǎn)呈線性關(guān)系，等邊三角形排布的三點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)載荷分布不均勻，疲勞極限較低、與雙點(diǎn)接近。
　　 利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件對(duì)多點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的拉伸剪切實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析模擬，結(jié)果表明在多點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的部分焊接接頭存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致點(diǎn)焊接頭的強(qiáng)度最低