某焊接接頭的疲勞壽命預測

王振華　蔣世應　沈濤　付秋林

摘 要：通過某焊接接頭的疲勞強度試驗數據，詳細說明了利用最大似然法建立疲勞性能曲線的過程。建立了以線性疲勞累積損傷模型為基礎的高周疲勞壽命預測模型。

關鍵詞：焊接接頭；疲勞壽命預測

疲勞壽命為在疲勞失效之前所經歷的應變循環(huán)數，用N表示。將反映標準試樣疲勞壽命與外載荷應力水平之間關系的曲線稱為材料的S-N曲線。

σmN=C

式中的m和C均為材料常數。

材料的疲勞極限和S-N曲線，只能反映標準光滑試樣的疲勞性能。而在實際工作中零件疲勞壽命受有很多因素的影響，其中主要的因素有：尺寸、形狀、表面狀況、平均應力、復合應力等。所以要全面表達疲勞壽命與應力水平間的關系，必須使用P-S-N曲線。

1 利用極大似然法測定疲勞性能曲線

試樣母材的機械性能，屈服強度σS =700MPa，抗拉強度σb =750～

950MPa，取試驗應力比r=Smin/Smax=0.2，疲勞極限循環(huán)次數取為2×106次。得到的實驗數據如表1。

2 疲勞壽命的預測模型

3 結論

利用某焊接接頭疲勞強度試驗數據及最大似然法獲得該焊接接頭的P-S-N曲線方程。在名義應力法的基礎之上，利用線性疲勞累積損傷模型建立了高周疲勞壽命計算模型。

參考文獻：

[1] 趙少汴，王忠保.抗疲勞設計——方法與數據[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[2] 雷冬.疲勞壽命預測若干方法的研究[D].合肥：中國科學技術大學，2006.

[3] 徐灝.疲勞強度[M].北京：高等教育出版社，1988.

[4] 劉榮海.基于疲勞傳感器的大型橋梁載荷譜檢測研究[J].實驗力學，2008，23（1）：59-63.

[5] 管德清.一般應力比時焊接結構S-N曲線的預測方法[J].工程力學，1996，13（4）：89-95.

[6] 管德清，汪廣海.一般應力比時焊接節(jié)點的疲勞強度估算方法[J].應用力學學報，1997，14（1）：54-59.

作者簡介：王振華（1965-），男，四川宜賓人，畢業(yè)于長春光學精密機械學院，本科，工作于宜賓職業(yè)技術學院，高級工程師，研究方向：機械設計及制造。