钢板点焊翘曲缺陷对平均应力强度因子的影响
2021-03-15苏玉龙杜展鹏陈少伟
中国机械工程 2021年5期
关键词:模型
宋 凯 苏玉龙 杜展鹏 陈少伟
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082
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电阻点焊(resistance spot welding,RSW) 广泛用于汽车车身薄板(钢板)冲焊结构的连接[1]。在动态随机载荷作用下,焊点周围往往存在严重的应力集中,疲劳裂纹易于形成和扩展,引起疲劳破坏[2]。
焊点疲劳断裂主要有与钢板平行的熔核界面断裂和垂直于钢板的贯穿板厚方向断裂。一般情况下,车身焊点直径远大于板厚,因此熔核界面断裂比较少见,断裂主要是贯穿板厚度方向的断裂[3]。焊点在承受不同车身载荷时,焊核周围会产生应力集中,焊核周围材料易达到屈服强度而产生裂纹。
近年来,国内外学者对应力强度因子进行了大量研究,取得了较好的成果。NEWMAN等[4]、LIN[5]、LIN等[6]使用应力强度因子解来预测点焊的疲劳寿命。ZHANG[7]使用断裂力学方法确定点焊处的应力强度因子,对点焊结构进行疲劳评估。RADAJ等[8]将厚度不等的板之间点焊的应力强度因子作为评估点焊试样和部件疲劳强度的基础。LAZZARIN等[9]在焊接接头存在线性弹性应力梯度的情况下,提出了一种基于缺口应力强度因子的应力场方法。LEE等[10]从单点焊接试样获得载荷与疲劳寿命的关系,使用参数表示等效应力强度因子预测点焊接试样的疲劳寿命。PEI等[11]将点焊焊点处的接触界面看作是一种环形裂纹,用应力强度因子评估焊点的疲劳强度,利用无网格伽辽金法对双杯试件点焊接触点进行分析,并验证了应力强度因子预测焊点疲劳寿命的精确性。……
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