電阻點(diǎn)焊是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中廣泛應(yīng)用的工藝,廣泛應(yīng)用在汽車、機(jī)車、地鐵等車輛車身結(jié)構(gòu)。由于點(diǎn)焊聯(lián)接發(fā)生疲勞破壞時(shí),疲勞裂紋的萌生位置不便于觀測(cè),且焊點(diǎn)常處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài),力學(xué)分析十分困難,如何準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)焊點(diǎn)疲勞壽命始終是研究中的一個(gè)難點(diǎn)。模態(tài)分析技術(shù)因其對(duì)結(jié)構(gòu)無破壞性已成為故障診斷的重要方法,且十分有效,因而本文采用模態(tài)分析的研究方法,從理論和實(shí)驗(yàn)方面研究了點(diǎn)焊接頭的疲勞損傷與壽命預(yù)測(cè)方法。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合損傷力學(xué)、模態(tài)分析理論和有限元方法建立了固有頻率變化與疲勞損傷的關(guān)系和點(diǎn)焊試樣的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型,并基于焊點(diǎn)彈塑性有限元分析結(jié)果,利用局部法估算了點(diǎn)焊試樣的疲勞壽命。論文的研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:首先,對(duì)兩種拉剪點(diǎn)焊疲勞試樣進(jìn)行恒幅疲勞加載,得到了試樣在一定載荷水平下的疲勞壽命,并測(cè)量了試樣在疲勞過程中固有頻率隨壽命的變化,觀測(cè)了疲勞裂紋的形狀與位置。發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋萌生于兩板接觸面處焊點(diǎn)邊緣,裂紋呈現(xiàn)半橢圓形表面裂紋形式。固有頻率隨著疲勞壽命的增加有逐漸下降的趨勢(shì),在疲勞壽命開始時(shí)幾乎無變化,隨著疲勞壽命的增加,變化逐漸明顯,在疲勞壽命臨近結(jié)束時(shí)急劇變化,在整個(gè)疲勞破壞過程中,... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市211工程院校

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 點(diǎn)焊試樣的疲勞行為
        1.2.1 損傷與損傷變量
        1.2.2 點(diǎn)焊接頭的疲勞與斷裂行為
    1.3 點(diǎn)焊疲勞損傷與壽命預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 點(diǎn)焊強(qiáng)度的影響因素
        1.3.2 點(diǎn)焊接頭疲勞壽命預(yù)測(cè)方法
        1.3.3 裂紋萌生——擴(kuò)展型壽命估算模型
        1.3.4 研究現(xiàn)狀討論及展望
    1.4 模態(tài)測(cè)試及對(duì)于對(duì)點(diǎn)焊的應(yīng)用
        1.4.1 模態(tài)測(cè)試的概念及在結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中的應(yīng)用
        1.4.2 模態(tài)測(cè)試在點(diǎn)焊損傷中的應(yīng)用
    1.5 本文研究工作的主要內(nèi)容
第2章 點(diǎn)焊疲勞及動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)研究
    2.1 引言
    2.2 疲勞試樣的制備
        2.2.1 試樣材料的機(jī)械性能
        2.2.2 試樣的結(jié)構(gòu)及制備
        2.2.3 試樣的焊點(diǎn)尺寸與性能測(cè)量
    2.3 動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試原理及裝置
        2.3.1 動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)原理及過程
        2.3.2 動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置
    2.4 疲勞壽命與動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)
        2.4.1 恒幅載荷下的疲勞與動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)
        2.4.2 兩級(jí)載荷加載疲勞與動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)
        2.4.3 多級(jí)變幅疲勞與動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)
        2.4.4 隨機(jī)加載疲勞與動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)
    2.5 試樣疲勞裂紋及疲勞斷口觀測(cè)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 疲勞過程中固有頻率變化的有限元模擬
    3.1 引言
    3.2 有限元分析動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
    3.3 點(diǎn)焊疲勞損傷過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)模擬
        3.3.1 點(diǎn)焊試樣的有限元模型的建立
        3.3.2 點(diǎn)焊試樣動(dòng)態(tài)響應(yīng)的有限元模擬結(jié)果
    3.4 疲勞裂紋長(zhǎng)度與固有頻率下降之間的關(guān)系
        3.4.1 單點(diǎn)試樣疲勞裂紋長(zhǎng)度與固有頻率
        3.4.2 兩點(diǎn)試樣疲勞裂紋長(zhǎng)度與固有頻率
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于固有頻率變化的點(diǎn)焊疲勞損傷表征參量
    4.1 引言
    4.2 基于裂紋面積變化的損傷
    4.3 基于固有頻率的疲勞表征參量
        4.3.1 對(duì)損傷敏感的固有頻率
        4.3.2 點(diǎn)焊試樣一階固有頻率下降率隨疲勞壽命的變化
        4.3.3 基于固有頻率的損傷參量
    4.4 點(diǎn)焊試樣的疲勞損傷模型
    4.5 點(diǎn)焊試樣的壽命預(yù)測(cè)模型
    4.6 恒幅載荷作用下點(diǎn)焊試樣的疲勞壽命預(yù)測(cè)
        4.6.1 基于固有頻率的疲勞壽命預(yù)測(cè)
        4.6.2 使用壽命預(yù)測(cè)公式進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)
        4.6.3 應(yīng)力幅—疲勞壽命關(guān)系進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)
        4.6.4 恒幅下不同方法疲勞壽命預(yù)測(cè)結(jié)果的比較
    4.7 本章小結(jié)
第5章 變幅加載下點(diǎn)焊疲勞損傷及壽命預(yù)測(cè)
    5.1 引言
    5.2 兩級(jí)載荷下的損傷分析
        5.2.1 兩級(jí)載荷作用下的線性累積損傷
        5.2.2 兩級(jí)載荷作用下基于固有頻率的損傷
    5.3 多級(jí)變幅疲勞加載基于固有頻率的損傷
    5.4 變幅疲勞加載下點(diǎn)焊試樣的疲勞壽命預(yù)測(cè)
        5.4.1 兩級(jí)載荷作用下的疲勞壽命預(yù)測(cè)
        5.4.2 變幅疲勞加載下的疲勞壽命預(yù)測(cè)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 隨機(jī)加載下點(diǎn)焊疲勞損傷及壽命預(yù)測(cè)
    6.1 引言
    6.2 隨機(jī)加載下的基于固有頻率的損傷分析
    6.3 隨機(jī)載荷作用下的疲勞壽命預(yù)測(cè)
        6.3.1 以壽命預(yù)測(cè)公式結(jié)合雨流計(jì)數(shù)法估算疲勞壽命
        6.3.2 基于固有頻率的變化表示的損傷估算疲勞壽命
        6.3.3 使用應(yīng)力幅壽命關(guān)系結(jié)合雨流計(jì)數(shù)法估算疲勞壽命
        6.3.4 使用應(yīng)力幅壽命關(guān)系結(jié)合幅度計(jì)數(shù)法估算疲勞壽命
        6.3.5 不同疲勞壽命估算方法結(jié)果的比較
    6.4 本章小結(jié)
第7章 基于彈塑性有限元分析的點(diǎn)焊疲勞壽命預(yù)測(cè)
    7.1 引言
    7.2 假定焊點(diǎn)處材料性能一致的有限元彈塑性分析及壽命預(yù)測(cè)
        7.2.1 有限元模型的建立
        7.2.2 彈塑性有限元模擬結(jié)果分析
        7.2.3 基于彈塑性分析的局部法疲勞壽命估算
        7.2.4 三種方法估算疲勞壽命的對(duì)比
    7.3 基于硬度的應(yīng)力應(yīng)變有限元結(jié)果
        7.3.1 彈塑性有限元模型
        7.3.2 熱影響區(qū)的循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變曲線
        7.3.3 局部應(yīng)力應(yīng)變法預(yù)測(cè)疲勞壽命
    7.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3631725