交变载荷下厚板表面焊接残余应力的松弛的研究.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
交变载荷下厚板表面焊接残余应力的松弛研究
姓名:罗白璐
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:严仁军
20100501
摘要再次,以一个咖咖厚的对接焊试件为试验对象,利用@褪匝榛船舶是一个具有复杂外形和空间布置的全焊接结构,在整个生命周期内,船舶所处的工作环境是相当恶劣的,除了承受静载外,更大程度上还会遭受交景,本文首先,以文献资料为主要呈现内容,科学的理解和归纳交变载荷作用—对试验记录数据进行后期处理,提出了大厚度焊接试接残余应力场的松弛行为,不仅与初始焊接残余应力值的大小有关,还与外加龆顾酰龆欤槐溲下,焊接试件的疲劳性能做了数值模拟,响。此外,针对实际的工作载况,本文就如何正确的利用焊接残余应力的松弛研究表明,焊接残余应力的松弛行为对试件的疲劳强度的影响,会根据外加循其影响表现为提高试件的疲劳强度。但在脉动压缩循环载荷作用下,则表现为降低试件的疲劳强度。变循环载荷的作用,在这样复杂的受力状态下,结构内部的应力状态也会不断变化。对于全焊接的船舶而言,结构内焊接残余应力的变化,将直接关系到其使用性能以及疲劳强度的好坏。因此,为确保其在服役年限内的安全性与可靠性,必须重视和了解复杂工况下,结构内焊接残余应力的演变过程。基于此背下焊接残余应力松弛行为研究的意义及特点,提出了本课题的主要研究思路和研究方法。其次,详细介绍了焊接残余应力测定的方法及手段,同时,回顾了已有的关于交变载荷作用下焊接残余应力松弛的相关理论,对相关概念进行了界定。对其施加循环压缩载荷,在试验过程中,对每一个标定的循环周期下,借助于湎哂αΣ馐砸牵允约砻娌獾愦Φ氖凳辈杏嘤α邢低巢舛ㄓ爰锹肌在所有循环周期结束后,依靠通用拟合软件,运用麦夸特法件表面焊接残余应力场的松弛演变模型。研究表明,在循环载荷的作用下,焊循环载荷的作用方向紧密相连。然后,本文首次将试验所提出的残余应力松弛演变模型拓展到材料的基本属性中,结合疲劳专业分析软件—,对值湫偷难吩睾晒た全面分析与归纳了焊接残余应力的松弛行为对结构疲劳性能所产生的实质性影效应提出了适用性的基本准则,倡导合理化应用焊接残余应力才亲钪漳康摹环载荷类型的不同而发生变化。在对称交变载荷与脉动循环拉伸载荷作用下,武汉理’笱叮簕二学位论文
最后,从焊接试件的多元化趋势出发,对结构内焊接残余应力松弛的实验性研究做了展望。希望能够通过本课题的研究,利用本文所提出的残余应力松弛时变模型,结合疲劳数值分析的结论,对结构的实际使用性能做出有效的预测,为工程实践应用提供理论依据与指导。关键词:厚板对接焊,交变载荷,残余应力松弛,疲劳数值模拟武汉理喝搜妒垦宦畚
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瀣名易印期抛。小如研究生┟:罗百璐导师签名:翌鱼些日期:兰竺:圭:竺独创性声明学位论文使用授权书本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑ⅲ捍艘衬谌葑岸┰诼畚撵橐
第滦髀坯。如今,世界主要工业大国生产的焊接结构已占到钢产量的‰%。但是选题的工程背景作为一种制造技术或生产手段,除了获得优异的连接质量外,还可取得优秀的使用性能。正因为如此,焊接已经渗透到制造业的各个领域,几乎所有的产品,焊接技术。同时由于焊接结构具有重量轻、成本低、质量稳定、生产周期短、材总量已经突破诙郑晌9市缘暮附哟蠊K孀攀贝那靶校诠窬此,在发展我国制造业,尤其是装备制造业和造船业的过程中,必须高度重视作为钢结构的三大连接手段附印⑺ń印⒚中最主要的连接手段,焊接技术因其不削弱构件截面的特点,成为了钢构件、金属加工中理想的连接方式‘。经过几十年的快速发展,焊接已在许多工业部门的金属结构缃ㄖ钢结构、船体、铁道车辆、压力容器等圃熘