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焊点间距对车身构件静强度和疲劳强度的影响研究

王桂玲  
【摘要】: 本文通过对具有不同焊点布置的焊接构件进行有限元静强度分析和疲劳寿命估算,研究焊点间距对结构静强度和疲劳强度的影响,并最终得出对工程实际有指导或参考意义的合理焊点间距确定方法。本文选择了三种典型截面形状的焊接构件,通过布设不同间距的焊点,分别计算出其在弯曲、扭转载荷下的应力、循环次数,探讨如何确定合理的焊点间距或者焊点数目。 本文的第一部分研究了焊点间距对焊接结构静强度的影响。对三种典型截面等直拼焊梁构件分别施加确定的弯曲和扭转载荷,计算出对应不同焊点间距时,焊接区域的应力分布。拟合各构件在确定外载下的最大应力-焊点间距曲线,分析焊点间距对构件强度的影响规律,探索在各载荷工况下比较理想的焊点间距区间。进一步分析各构件对不同载荷形式的敏感程度,从而得到满足特定静强度条件的理想焊点间距范围。 本文的第二部分考察了焊点间距对焊接结构疲劳强度的影响。本文研究所采用的构件都是薄钢板冲压后拼焊而成,板内材料处于两向应力状态,同时作用的多种外载荷又会引起主应力轴旋转和应力比变化,因此属于典型的多轴疲劳问题。本文采用临界平面法来对构件进行疲劳寿命估算,分析构件疲劳强度随焊点间距变化的规律,获得满足一定疲劳强度条件的理想焊点间距区间。 最后综合考虑静强度分析和疲劳强度分析获得的焊点间距范围,采用布尔运算总结出合理焊点间距范围,当两者没有交集时,根据实际情况进行取舍,取尽量满足静强度和疲劳寿命的焊接间距。


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