考虑残余应力影响的焊接结构疲劳总寿命预测方法

为了更加准确地评估焊接结构的疲劳寿命,提出了一种结合临界距离法和断裂力学理论的焊接结构疲劳总寿命预测方法。采用三维有限元动态模拟焊接过程,得到焊接残余应力分布规律,依据临界距离理论预测局部应力—寿命曲线,建立了疲劳裂纹萌生寿命的预测方法。在裂纹扩展阶段,按瞬态裂纹尺寸修正应力强度因子,利用权函数法求解残余应力强度因子,结合Forman公式计算疲劳裂纹扩展寿命。将焊接十字接头疲劳试验结果与预测总寿命进行对比分析,发现试验结果与预测值吻合较好。不同荷载水平下,裂纹萌生和扩展寿命各自所占总寿命比例不同,残余应力的存在对两阶段疲劳寿命均有不利影响。