复杂焊接结构焊缝强度评估方法及应用
2020-07-21薛宁鑫程亚军张春玉
大连交通大学学报 2020年4期
薛宁鑫,程亚军,张春玉
(中车长春轨道客车股份有限公司 国家轨道客车工程研究中心,吉林 长春 130062)*
焊缝抗剪强度是焊缝强度设计的关键,需要结合被焊接件的材料性能,焊缝填充材料的强度,被焊接件的几何尺寸以及受力方式确定焊缝尺寸.由于角焊缝应力状态复杂,为简化工程设计目前大多标准和文献给出了简化的抗剪强度的计算公式,用于指导焊接接头设计[1-5].聂春戈等人[6-7],BEN KATO 和 KOJI MORIT[8]通过分析焊缝结构受力模式给出焊缝抗剪能力计算公式,研究了角焊缝裂纹产生的位置及机理;德国FKM规范[9]给出了通过名义应力方法校核焊缝强度计算公式;M.A.WEAVER[10]通过有限元分析方法研究了焊缝受力情况并结合焊缝参数给出了焊缝强度校核方法.以上研究均基于焊缝和母材等强考虑并采用简单受力的结构进行研究,通过理论分析对结构进行强度验证.本文在此基础上,基于轨道车辆车体强度有限元分析结果,将有限元分析与理论公式结合起来,设置快速分析程序高效的评估大量复杂焊接接头尤其未焊透的角焊缝评估,并提出搭接接头评估的特殊性.
1 焊缝强度计算方法
无论角焊缝还是部分焊透的对接焊缝,载荷的传递均通过焊喉最小截面,设计时通过将焊喉最小截面上的应力与焊接填充材料的剪切许用应力进行比较确定焊缝参数[5],这就需要对焊喉的受力进行详细分析从而确定焊喉截面的应力状态,并基于以下假设……
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