點焊接頭疲勞預測方法的研究

?

點焊接頭疲勞預測方法的研究

點焊焊接技術在汽車車身接合技術中一直占據著主導地位，而90%汽車車身結構的失效是由于焊點部位失效造成的。常規線性有限元分析方法（FEA）可用來預測車體結構點焊接頭的疲勞壽命，但缺點是在預測疲勞壽命時不能合理考慮焊點周邊塑性變形的影響。在對疲勞試件進行有限元分析時很容易忽略試樣的彈塑性特性。在點焊接頭疲勞預測方法的研究中，有限元模型所施加的最大載荷不能超出該試樣的屈服載荷。介紹了一種可將塑性變形的影響合理考慮在內的技術，而該項技術的優點在于不必進行彈塑性有限元分析。為合理反映塑性變形區的影響，由疲勞試驗獲得的疲勞曲線需要作出一定的修改。對點焊試樣進行拉伸試驗，其結果可以為點焊試樣的有限元分析提供合理的載荷范圍。為了驗證本預測方法的正確性，對某高強度鋼進行剪切強度試驗和剝離試驗。車身結構點焊接頭疲勞強度的預測方法是基于多種試驗條件下的試驗數據，包括不同負荷范圍、負荷率以及不同試樣。這種預測還需要相關聯的疲勞損傷參數與疲勞試驗結果。對于點焊接頭的疲勞預測，最廣為接受的損傷參數是基于力和力矩聯合計算所得到的結構應力。

在對試樣進行疲勞壽命分析時，試樣有限元模型所受的力和力矩用來計算試樣的結構應力，并據此對試樣的疲勞壽命進行預測。

Hong Tae Kang et al. SAE 2013-01-1208.

編譯：張玉倫