何柏林
,
魏康
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.10.013
目的：分析转向架用SMA490 BW钢对接接头的应力集中系数,提高转向架焊接接头的超高周疲劳性能,保障高速列车的安全可靠运行。方法对转向架用SMA490 BW钢对接接头的超高周疲劳试样进行有限元建模,应用有限元软件ABAQUS计算不同焊趾过渡圆弧半径、焊趾倾角下接头的应力集中系数,并通过Origin软件分析建立应力集中系数(Kt)与焊趾过渡圆弧半径(r)、焊趾倾角(θ)的关系。结果当r=0.2 mm,θ分别为10°,20°,30°,40°,50°,60°时, Kt 分别为1.391,1.747,1.976,2.263,2.425,2.525；当θ=30°,r 分别为0.2,0.5,1,1.5,2,2.5,3,4 mm 时,Kt 分别为1.976,1.763,1.535,1.419,1.345,1.306,1.257,1.201。结论应力集中在对接接头焊趾处较大, r和θ对K t 有显著影响。 r相同时,Kt 随θ的增大而增大；θ相同时,Kt 随r的增大而减小。应力集中系数关系方程对于焊趾处应力集中的改善以及转向架对接接头的超声疲劳试样设计具有指导意义。
关键词:
对接接头
,
应力集中系数
,
焊趾
,
有限元
邓海鹏
,
于影霞
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.035
焊接是船舶、飞机、汽车、火车、压力容器、起重设备等大结构、复杂结构的重要加工方法.焊接结构的失效尤其是疲劳失效大多起始于焊接接头表面,因此对焊接接头表面质量的优化可改善焊接结构的性能,延长使用寿命.综述了超声冲击在焊接接头表面质量改进中的研究现状.分析了超声冲击对焊接接头表面几何形状的影响,指出超声冲击增大焊趾处圆弧过渡半径、降低应力集中系数和减小缺口效应的作用.总结了超声冲击对焊接接头表面残余应力的影响,指出超声冲击通过宏观塑性变形引发微观位错运动和增殖的机制,由此在焊接接头表面和次表面产生有益的残余压应力.阐述了超声冲击对焊接接头表面组织形态的影响,指出超声冲击在产生宏观织构和细化晶粒方面的作用.简述了超声冲击对提高焊接接头显微硬度和消除表面缺陷等方面的有利影响,同时指出合理的超声冲击参数才能降低焊接接头的表面粗糙度.最后,分析了目前研究存在的问题并对未来研究方向进行了展望.
关键词:
焊接接头
,
疲劳
,
表面质量
,
超声冲击
,
焊趾
,
表面强化
魏康
,
何柏林
兵器材料科学与工程
针对转向架十字焊接接头进行有限元建模,应用有限元软件ABAQUS计算不同焊趾倾角、焊趾过渡圆弧半径下接头焊趾处的应力集中系数,并通过Origin软件建立应力集中系数与几何参数(焊趾倾角、焊趾过渡圆弧半径)的关系方程式.结果表明:应力集中在十字焊接接头焊趾处比较大,焊趾倾角θ和焊趾过渡圆弧半径r对十字接头应力集中系数Kt的大小有显著影响;对于相同的焊趾倾角θ,应力集中系数Kt随着焊趾过渡圆弧半径r的增大而逐渐减小,随着倾角θ的增大,过渡圆弧半径r对应力集中系数Kt的影响也不断增大;焊趾过渡圆弧半径r相同的情况下,应力集中系数Kt随着倾角θ的增大而增大,随着过渡圆弧半径r的不断增大,倾角θ对应力集中系数Kt的影响不断减小;应力集中系数关系方程对于焊趾处应力集中的改善以及转向架超声疲劳十字接头的设计均具有指导意义.
关键词:
十字焊接接头
,
应力集中系数
,
焊趾
,
有限元
