收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高强钢低匹配搭接接头的等承载能力设计

程荣龙  
【摘要】:高强钢的焊接存在冷裂纹、热影响区的脆化软化等问题,其中冷裂纹问题尤为严重。近年来,各国学者提出采用低匹配来焊接高强钢以提高抗裂性和塑韧性,但低匹配接头普遍存在承载能力不足的问题。搭接接头以其在焊前准备和装配上的优越性广泛应用于焊接结构中,然而搭接接头的应力应变集中问题非常严重,高强钢低匹配搭接接头的承载能力严重不足,提高低匹配搭接接头的承载能力显得尤为重要。 为了提高低匹配搭接接头的承载能力,从焊接接头安全性角度出发,提出了低匹配搭接接头等承载能力设计思想,通过改变搭接接头的几何形状来调控应力应变分布,增大接头的承载能力,使接头的承载能力达到母材水平。以静载和疲劳性能作为研究对象,根据合于使用原则,以断裂模式作为等承载设计的评定标准,分析低匹配搭接接头等承载能力设计的原理及实现条件。 针对双侧焊接的搭接接头,采用有限元方法计算焊根和焊趾处的应力集中系数,研究搭接长度、焊缝宽度、焊趾过渡半径等对应力集中系数的影响,建立应力集中系数与各几何参数的关系方程,结合等承载设计实现条件,给出高强钢低匹配搭接接头的等承载能力设计准则。 按照等承载能力设计准则,得到特定匹配比下达到等承载所需的接头几何参数,通过机械加工得到所需的接头形状,试验结果表明,低匹配等承载接头拉伸试件均在母材断裂,属于全面屈服断裂模式;其疲劳试件在焊趾附近母材断裂,疲劳寿命明显高于等匹配普通接头。设计得到的低匹配搭接接头能很好的满足等承载能力要求。 对已经得到的等承载接头,进一步优化焊缝整体形状,提出平台圆弧过渡和开坡口焊接两种优化方案。试验结果表明,优化的等承载接头静载能力达到母材水平,以全面屈服断裂模式在母材断裂;疲劳寿命相比普通等承载接头有所下降,但仍明显高于等匹配普通接头。 等承载能力设计明显提高了高强钢低匹配搭接接头的承载能力,可以按照母材强度设计搭接结构,而不考虑低匹配的影响。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG404

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯荣昌;;“合于使用原则”的概念及其应用兼谈对我国压力容器技术发展的几点看法[J];化工设备设计;1985年04期
2 侯荣昌;;“合于使用”原则在压力容器技术中的应用——几种方法和规范的分析比较[J];化工设备设计;1985年06期
3 张彦华,李红克;管道焊接缺陷合于使用评定技术进展[J];焊管;2003年02期
4 张炳范;马元林;曾悦坚;李午申;;焊缝金属对高强钢热影响区抗冷裂性的影响[J];焊接学报;1991年01期
5 朱亮,陈剑虹;力学性能不均匀焊接接头的强度预测[J];焊接学报;2005年05期
6 王涛;杨建国;刘雪松;方洪渊;周立鹏;;含中心裂纹低匹配对接接头形状参数对形状因子的影响[J];焊接学报;2012年01期
7 丁磊,范引鹤;搭接缝焊接头疲劳强度的断裂力学分析[J];航空动力学报;1997年03期
8 霍立兴;全面屈服准则在评定焊接结构安全性上的应用[J];航天工艺;1986年06期
9 曹平,游敏,刘刚,阮传文;单搭接接头承载能力与搭接长度关系定量描述[J];化学与粘合;2004年06期
10 郝谦,沙鹏,田富强,贺定勇,李晓延,雷永平,史耀武;高匹配焊接接头不均匀体低周疲劳损伤研究[J];机械强度;2002年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐志杰;焦炉集气管焊接变形的控制[J];鞍山科技大学学报;2005年Z1期
2 杨广雪;谢基龙;周素霞;;4D轴货车焊接构架的疲劳强度分析方法[J];北京交通大学学报;2009年01期
3 王敏廷;焊接结构疲劳断裂及安全评定[J];北京建筑工程学院学报;1997年03期
4 蔚红;王晓磊;;TIG冷焊球墨铸铁射芯模具修复工艺[J];包头职业技术学院学报;2012年02期
5 邵国良;信世堡;胡毅军;宗培;;低强匹配焊接接头匹配特性研究[J];船舶工程;2005年06期
6 叶大萌;熊惟皓;徐华安;;金属陶瓷与金属焊接技术的研究现状与展望[J];材料导报;2006年08期
7 王涛;周惦武;张屹;陈根余;;钢-铝激光焊接的关键技术与未来趋势展望[J];材料导报;2011年23期
8 范成磊,方洪渊,田应涛,黎明;随焊冲击碾压对LY12CZ铝合金接头组织和性能的影响[J];材料工程;2004年10期
9 朱亮;任国松;龙林;车洪艳;;双孔微剪切测定铝合金焊接接头的局部本构特性[J];材料工程;2007年10期
10 范成磊;林三宝;杨春利;余翔;赵文胜;;Nimonic263合金混合型焊接活性剂及效果研究[J];材料科学与工艺;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李箭;;5A05铝合金低温钎焊应用研究[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
2 霍立兴;;焊接结构安全评定技术的现状及进展[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
3 王东坡;霍立兴;张玉凤;唐光明;;超声冲击法提高低碳钢对接接头疲劳性能的研究[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
4 赵智力;杨建国;方洪渊;孙凤莲;;10Ni3CrMoV钢低匹配对接接头的疲劳断裂特征[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年
5 张家元;范文理;邓海;丁望星;;经验法在钢管砼拱桥管节点疲劳寿命中的研究[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2007年
6 吴冰;左从进;毛智勇;张彦华;熊林玉;;GH4169合金电子束焊接接头CTOD断裂韧性[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
7 轧刚;刘海英;路会龙;;超声波冲击和超声波喷丸强化技术的发展[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
8 黄侨;李莹;高秀云;;焊接钢桥疲劳成因及对策研究[A];2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集[C];2006年
9 吕键;;(20R+00Cr17Ni14Mo2)复合钢管的焊接及质量控制[A];全国焊接工程创优活动经验交流会论文集[C];2011年
10 轧刚;刘海英;路会龙;;超声波冲击和超声波喷丸强化技术的发展[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
2 吴铭方;铝合金与不锈钢低温扩散焊及界面主组元扩散行为研究[D];江苏大学;2011年
3 蒋庆磊;800MPa高强钢GMAW接头组织性能及精细结构研究[D];山东大学;2011年
4 卢耀辉;铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D];西南交通大学;2011年
5 赵磊;SiO_(2f)/SiO_2复合材料与Invar合金的钎焊接头界面结构及形成机理[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 朱平;焊趾TIG熔修后激冷处理对接头残余应力及疲劳强度的影响[D];大连交通大学;2011年
7 李行志;钛合金电子束焊接接头显微组织及疲劳性能研究[D];华中科技大学;2012年
8 孙玉武;自升式平台后服役期结构强度及损伤评估研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
9 李杰;地震循环载荷下钢结构梁柱焊接节点耗能与损伤行为的研究[D];天津大学;2003年
10 管德清;焊接钢结构疲劳强度与寿命预测理论的研究[D];湖南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵一阳;基于临界面法的焊接结构多轴疲劳强度研究[D];大连理工大学;2010年
2 何伟全;大型离心压缩机叶轮的全寿命力学响应分析[D];大连理工大学;2010年
3 张世英;40CrNi2Mo钢低温力学性能的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 蒋志凯;基于残余应力场分析的焊接钢结构疲劳强度预测理论研究[D];长沙理工大学;2010年
5 邹斌;钢结构工程焊缝无损检测技术应用研究[D];南昌大学;2010年
6 徐红杰;多高层钢结构梁柱节点震害及抗震延性策略研究[D];昆明理工大学;2010年
7 葛敬鲁;钛合金电子束焊接接头的性能研究[D];沈阳大学;2011年
8 李娟;镁/铝合金焊接接头疲劳评定的热点应力法研究[D];太原理工大学;2011年
9 梁连杰;电场激活压力辅助燃烧合成TiB_2-TiC-Ni金属陶瓷及其与Ti的连接性[D];太原理工大学;2011年
10 贺秀丽;AZ31B镁合金TIG焊接接头疲劳评定局部法研究[D];太原理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷勇,涂善东;胶接接头力学研究回顾[J];化工机械;2001年04期
2 金仁喜,桂赤斌;焊接接头匹配性研究现状[J];海军工程学院学报;1998年02期
3 马维甸,张式程,田锡唐;低匹配焊接接头不均匀裂纹体的J积分研究[J];焊接学报;1987年02期
4 张炳范;马元林;曾悦坚;李午申;;焊缝金属对高强钢热影响区抗冷裂性的影响[J];焊接学报;1991年01期
5 荆洪阳,朱政强,霍立兴,张玉凤;强度匹配对核容器用钢A508-Ⅲ焊接接头断裂行为的影响[J];焊接学报;2002年05期
6 朱亮,陈剑虹;热影响区软化焊接接头的强度及变形[J];焊接学报;2004年02期
7 朱亮,陈剑虹;热影响区软化焊接接头应力分布特征及强度预测[J];焊接学报;2004年03期
8 朱亮,陈剑虹;力学性能不均匀焊接接头的强度预测[J];焊接学报;2005年05期
9 赵智力;杨建国;方洪渊;伍芳斌;;基于等承载能力原则的低匹配对接接头设计[J];焊接学报;2008年10期
10 游敏,杨兴海,郑勇,郑小玲,梁旭东;金属胶接接头拉剪破坏过程分析[J];化学与粘合;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周欢;孙丽萍;;搭接接头焊接角变形产生的原因分析[J];大连交通大学学报;2008年05期
2 张庆云;陈俐;陆业航;巩水利;;5A90铝锂合金激光焊搭接接头的组织和性能[J];理化检验(物理分册);2010年05期
3 魏鹏;邢丽;徐卫平;;轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响[J];材料工程;2011年06期
4 陶永强;矫桂琼;王波;常岩军;;Z-pins对2D编织陶瓷基复合材料搭接接头连接性能的影响[J];航空材料学报;2008年06期
5 罗凯;邢丽;杨成刚;;搅拌摩擦焊搭接接头的研究现状与展望[J];电焊机;2010年06期
6 ;胶接及非金属材料的焊接[J];机械制造文摘-焊接分册;2001年05期
7 严铿;叶欣;郭晓娟;董春林;;2024-T3薄板搅拌摩擦焊搭接界面成型及接头性能[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2009年03期
8 顾伟东;中碳高强钢齿轮的焊接[J];机械制造与自动化;1996年03期
9 周蔚,王迎君;焊接高强度钢用低匹配焊接材料的试验评定[J];电焊机;2002年10期
10 ;焊接结构与设计[J];机械制造文摘(焊接分册);2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王万祯;苏仁权;王新堂;;高强钢刻痕杆常温断裂试验[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
2 刘小峰;罗顺友;;山区大口径高强钢管道焊接技术[A];全国焊接工程创优活动经验交流会论文集[C];2011年
3 王万祯;苏仁权;王凤;王新堂;;高强钢刻痕杆低温断裂试验[A];数学·力学·物理学·高新技术交叉研究进展——2010(13)卷[C];2010年
4 郭晓娟;董春林;栾国红;;7B04-T74搅拌摩擦焊接含密封剂的搭接接头性能研究[A];第二届民用飞机制造技术及装备高层论坛资料汇编(论文集)[C];2010年
5 朱大喜;陈哲;吕志军;田雷;;钻井船齿条高强钢焊接冷裂纹的防止[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年
6 蓝元沛;;拉伸作用下复合材料楔形搭接接头应力分析[A];中国复合材料学会2004年年会论文集[C];2004年
7 刘秀丽;张海英;魏玉龙;;高强钢断裂韧性测试研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
8 南北红;赵江;张运锋;;WH70型高强钢的常温焊接试验[A];2004年晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2004年
9 李本勇;陈晓蓉;郭海玲;;京沪高铁南京南站厚壁高强钢大型圆管柱制造技术[A];全国焊接工程创优活动经验交流会论文集[C];2011年
10 李旭;陈善忠;张连华;殷俊;;WEL-TEN780A高强钢可焊性的研究[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 首席记者 崔晓农;太钢高强钢坯应用实现新突破[N];山西经济日报;2010年
2 记者 刘大宏 通讯员 李文涛;本钢高强钢连铸连轧机组实现达产[N];中国冶金报;2006年
3 石鹰 王阳军;太钢高级别高强钢坯应用实现新突破[N];太原日报;2010年
4 记者 王丹云 通讯员 尹冉;中国钢铁:努力让轿车更轻、更硬[N];中国冶金报;2007年
5 马世平;80千克级高强钢首次应用于宝泉工程[N];中国电力报;2007年
6 记者 曹琰 陈也清;华中公司平洛工程获国优[N];国家电网报;2009年
7 记者 韩惠通讯员 李会东;七建公司高强钢球罐中极板焊接合格率100%[N];中国石油报;2008年
8 高福生;太钢高强钢产品推介会在济南举行[N];世界金属导报;2009年
9 马琪;宝钢首批微合金汽车高强钢实现批量出口[N];中国工业报;2007年
10 卫功兵 殷胜;梅钢成功生产汽车大梁钢B590L高强钢研发获得新突破[N];世界金属导报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵智力;基于等承载能力原则的高强钢低匹配焊接接头设计[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 冯晓九;大瓣片高强钢球罐壳板成形机理及本构关系研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 谷晓鹏;不锈钢薄板激光焊搭接接头超声波检测研究[D];吉林大学;2013年
4 张华军;大厚板高强钢双面双弧焊新工艺及机器人自动化焊接技术[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 陈学东;湿H_2S及硝酸盐环境中低合金高强度钢制压力容器应力腐蚀开裂敏感性条件分析与安全保障技术研究[D];浙江大学;2004年
6 于洋;Mn-Si-Cr系贝/马复相高强钢超高周疲劳行为及机理研究[D];清华大学;2010年
7 徐雪霞;模拟方法在贝氏体钢研究中的应用[D];清华大学;2008年
8 车洪艳;铝合金汽车部件的变形及损伤行为[D];兰州理工大学;2008年
9 李付绍;硫酸盐还原菌生物膜下钢铁材料腐蚀行为的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 刘贞;基于市场交易的电能与环境协调激励电价机制设计[D];重庆大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程荣龙;高强钢低匹配搭接接头的等承载能力设计[D];哈尔滨工业大学;2012年
2 周立鹏;高强钢低匹配等承载对接接头随焊整形可行性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 陈怡;低匹配对接接头几何形状对接头弯曲性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 余小青;复合材料双面搭接接头力学性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 徐效东;铝合金搅拌摩擦焊搭接焊缝组织特征与疲劳断裂行为研究[D];天津大学;2012年
6 许超;5083铝合金T型搭接接头高功率CO_2激光焊接工艺研究[D];上海交通大学;2012年
7 崔长伟;700MPa级高强钢的控制轧制与控制冷却工艺研究[D];河北联合大学;2013年
8 陶永强;Z-pins增强陶瓷基复合材料接头的连接性能[D];西北工业大学;2007年
9 陈少平;WELDOX960高强钢焊接性研究[D];太原理工大学;2003年
10 聂丽萍;车用高强钢MAG焊焊接工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026