借助加權(quán)峰值應(yīng)力法和缺口應(yīng)力法對頂板與縱肋接頭處焊趾與焊根的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了對比研究。通過加權(quán)峰值應(yīng)力法的計算,得到一般工況下焊根與焊趾的峰值應(yīng)力幅之比約為0.64～0.92;利用缺口應(yīng)力法對U型和鎖孔型兩種模擬焊根形式分別進(jìn)行計算,獲得焊根與焊趾的名義應(yīng)力比,即U型焊根形式下為1.18～1.23,鎖孔型焊根形式下為0.7～0.85;根據(jù)加權(quán)峰值法的結(jié)果,摒棄了將焊根模擬成U型的做法。結(jié)果表明:焊根與焊趾的荷載效應(yīng)比大于兩者名義應(yīng)力比;一般焊接工況下,焊根比焊趾更容易疲勞開裂。 

【文章來源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

RD接頭處的部分熔透焊縫示意圖Fig.1SchematicdiagramofapartialpenetrationweldattheRDjoint

penetrationweldattheRDjoint圖2歐洲規(guī)范對RD接頭處的細(xì)節(jié)尺寸要求示意圖Fig.2EuropeanspecificationforthedetailsizerequirementsofRDjoint2RD焊縫的演變歷史、現(xiàn)狀和進(jìn)展由RD接頭焊縫演變歷史可知：該接頭最初在英國Seven橋上就是用焊腳長為6mm的角焊縫連接的。通車11年后在角焊縫處發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋，后經(jīng)英國交通研究所研究認(rèn)為：只要保證焊腳長為9mm即可防止裂紋的產(chǎn)生[8]。隨著焊接技術(shù)的進(jìn)步，目前多以部分熔透角焊縫取代以往的貼角焊縫�，F(xiàn)行歐洲規(guī)范對RD接頭的焊縫施工要求如圖2所示。圖2中：Ml為焊縫左側(cè)彎矩；Mr為焊縫右側(cè)彎矩；t為肋腹板厚；a為焊喉高。理論上講，全熔透焊縫比部分熔透焊縫的應(yīng)力集中更校但如圖3所示[9-10]，熔池一旦達(dá)到腹板內(nèi)側(cè)，熔融金屬便很容易從焊根處流出來形成如圖3(b)所示的焊瘤，這會改變焊根處的形狀，增加應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度下降。基于這種情況，文獻(xiàn)[10]采用在焊根處設(shè)置襯墊的方法來使全熔透時外溢的焊液形成規(guī)則外形，如圖3(d)所示。但試驗結(jié)果表明：由于外溢焊液冷卻后收縮而在未熔透區(qū)與頂板間形成縫隙，從而使圖3(d)的疲勞抗力反而不如圖3(c)。隨著微型焊接機(jī)器人的應(yīng)用，RD接頭的雙面焊成為可能，這才從根本上解決該接頭源自焊根的疲勞開裂問題。(a)80%熔透焊縫(b)全熔透焊縫(c)75%熔透焊縫(d)設(shè)襯墊的全熔透焊縫(80%penetrationweld)(fullpenetrationweld)(75%penetrationweld)(paddedfullpenetrationweld)圖3RD接頭處的焊縫橫剖面[9-10]Fig.3WeldcrosssectionatRDjoint[9-10]3局部法對RD接頭的疲勞評定材料的局部疲勞損傷可分為裂紋萌生和裂?

1924應(yīng)用力學(xué)學(xué)報第37卷焊根處的疲勞性能。文獻(xiàn)[6]采用局部試件對該接頭的疲勞性能進(jìn)行了試驗研究。文獻(xiàn)[7]則從應(yīng)力強(qiáng)度因子的角度討論了超載對RD接頭疲勞壽命的影響。文獻(xiàn)[5-6]認(rèn)為RD接頭處的疲勞破壞源自焊趾，即裂紋Ⅰ。這與實橋檢查結(jié)果相悖，為此本文借助加權(quán)峰值和缺口應(yīng)力法對頂板與縱助接頭處焊趾與焊根的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行對比研究，對RD接頭疲勞性能進(jìn)行進(jìn)一步探討。圖1RD接頭處的部分熔透焊縫示意圖Fig.1SchematicdiagramofapartialpenetrationweldattheRDjoint圖2歐洲規(guī)范對RD接頭處的細(xì)節(jié)尺寸要求示意圖Fig.2EuropeanspecificationforthedetailsizerequirementsofRDjoint2RD焊縫的演變歷史、現(xiàn)狀和進(jìn)展由RD接頭焊縫演變歷史可知：該接頭最初在英國Seven橋上就是用焊腳長為6mm的角焊縫連接的。通車11年后在角焊縫處發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋，后經(jīng)英國交通研究所研究認(rèn)為：只要保證焊腳長為9mm即可防止裂紋的產(chǎn)生[8]。隨著焊接技術(shù)的進(jìn)步，目前多以部分熔透角焊縫取代以往的貼角焊縫�，F(xiàn)行歐洲規(guī)范對RD接頭的焊縫施工要求如圖2所示。圖2中：Ml為焊縫左側(cè)彎矩；Mr為焊縫右側(cè)彎矩；t為肋腹板厚；a為焊喉高。理論上講，全熔透焊縫比部分熔透焊縫的應(yīng)力集中更校但如圖3所示[9-10]，熔池一旦達(dá)到腹板內(nèi)側(cè)，熔融金屬便很容易從焊根處流出來形成如圖3(b)所示的焊瘤，這會改變焊根處的形狀，增加應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度下降�；谶@種情況，文獻(xiàn)[10]采用在焊根處設(shè)置襯墊的方法來使全熔透時外溢的焊液形成規(guī)則外形，如圖3(d)所示。但試驗結(jié)果表明：由于外溢焊液冷卻后收縮而在未熔透區(qū)與頂板間形成縫隙，從而使圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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