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基于切口应力强度因子的应变能密度法评估焊接接头的疲劳强度

作　者: 李勇
导　师: 刘刚；黄一
学　校: 大连理工大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 焊接接头 V型切口 Williams公式切口应力强度因子临界半径R 应变能密度疲劳强度
分类号: U671.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文主要介绍了一种基于切口应力强度因子的应变能密度法评估焊接接头的疲劳强度。该方法将焊接接头简化成尖锐的V型切口。切口尖端应力的奇异度只与切口的张开角度有关,切口尖端附近的应力分布可以用切口应力强度因子来描述。本文首先根据Williams公式,求解了尖锐V型切口尖端的应力奇异度指数。通过有限元建模,分析了切口尖端附近的应力分布,并验证了切口应力强度因子的准确性。其次,本文基于切口应力强度因子,研究了以R为临界半径的扇形面积内的应变能密度。应变能密度法克服了切口应力强度因子依赖切口张开角度以及高精细度的网格划分这一问题。尽管应力和应变能在切口尖端点上趋于无穷,但是以R为临界半径的扇形面积内的应变能密度是一常数值,并且认为焊接接头的疲劳强度可以由该数值来评估。最后,根据不同模型的疲劳试验数据,绘制了应变能密度和疲劳寿命之间的关系曲线。本文提出的新方法不依赖于网格尺寸,包含了焊接接头局部焊接参数等影响,能够准确描述焊趾附近高应力区的应力分布,对于焊接接头疲劳强度的评估具有一定的工程应用价值。

基于切口应力强度因子的应变能密度法评估焊接接头的疲劳强度

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