一种焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法技术

技术编号:42020525 阅读:33 留言:0更新日期:2024-07-16 23:12
本发明专利技术涉及焊接结构抗疲劳设计领域,更具体的说,涉及一种焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法。本发明专利技术提供的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,包括:获取焊接接头及母材的超高周疲劳应力与疲劳寿命关系的曲线;建立疲劳强度削弱系数与疲劳寿命的函数关系;对焊接接头的不同材料组合进行有限元分析获得主应变分布,确定焊缝材料与母材的弹性模量比值的临界值;依据焊缝材料与母材的弹性模量比值的临界值,结合疲劳强度削弱系数与疲劳寿命的函数关系,选择相应的焊缝材料,以满足焊接结构的超长寿命抗疲劳设计要求。本发明专利技术显著提高了焊接结构超长寿命抗疲劳设计的精确度和效率,适用于同种和异种金属材料的焊接结构设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆和石油化工装置等焊接结构抗疲劳设计领域,更具体的说,涉及一种基于焊缝疲劳强度削弱系数的焊接接头超长寿命抗疲劳设计方法。


技术介绍

1、金属焊接技术因成本低廉且能有效连接零件以符合各种性能需求,在发电厂、核反应堆和石油化工设备等工程结构与部件的制造中获得了广泛应用。据估计,在焊接结构和构件的失效中,疲劳失效的占比高达90%,其主要原因是焊缝设计的不完善以及工艺参数的不当选择。

2、近些年来,随着工程装备的服役寿命逐渐呈现出超长寿命服役的新趋势,例如,汽轮机转速的大幅提高和服役寿命的延长,关键部件的服役寿命往往会超过109周,其损伤模式表现为超高周疲劳损伤。

3、在超高周疲劳失效模式下,内部微缺陷是引起疲劳失效的主要原因,对于焊接结构而言,其内部的焊接缺陷容易成为裂纹源。为了应对焊接结构的超长寿命服役,焊缝材料的选择以及工艺控制成了亟须考虑的问题,而焊接结构的设计更是首当其冲需要解决的问题。

4、从焊接结构设计的角度出发,由于焊接接头的几何形状、材料和残余应力的不连续性,其疲劳性能往往被认为不如母材。为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述疲劳强度削弱系数为焊缝材料疲劳强度与母材疲劳强度的比值,与疲劳寿命相关。

3.根据权利要求1所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述焊接接头及母材的超高周疲劳应力与疲劳寿命关系的曲线通过疲劳试验获取:

4.根据权利要求1所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述焊接接头材料包括同种材料和异种材料。

5.根据权利要求3所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述焊接接头...

【技术特征摘要】

1.一种焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述疲劳强度削弱系数为焊缝材料疲劳强度与母材疲劳强度的比值,与疲劳寿命相关。

3.根据权利要求1所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述焊接接头及母材的超高周疲劳应力与疲劳寿命关系的曲线通过疲劳试验获取:

4.根据权利要求1所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述焊接接头材料包括同种材料和异种材料。

5.根据权利要求3所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述焊接接头及母材工件为圆形试样或板状试样。

6.根据权利要求1所述的焊接结构超长寿命抗疲劳设计方法,其特征在于,所述疲劳试验中加载为正弦波形...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱明亮孙诚忠陈蓉轩福贞
申请(专利权)人:华东理工大学
类型:发明
国别省市:

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