含隧道缺陷铝合金FSW搭接接头疲劳寿命预测

本文对含隧道缺陷的铝合金搅拌摩擦焊(FSW)搭接试件进行恒幅疲劳测试,并对接头断裂位置进行了观测,分析隧道缺陷对于铝合金FSW搭接接头疲劳强度的影响。分别采用缺口应力法和线弹性断裂力学法建立了相应有限元模型,分析了模型应力集中区域的应力变化,利用有限元应力分析结果数据预测接头疲劳寿命。结果表明,两种方法都可以用来预测含隧道缺陷铝合金FSW焊件的疲劳寿命,缺口应力法预测结果与实验结果较为接近,线弹性断裂力学法预测结果较为保守。实验结果及有限元分析结果表明,在本试验中隧道缺陷对疲劳强度影响较小,钩状缺陷对疲劳强度影响较大。

5083铝合金带吻接FSW接头疲劳强度分析

针对具有吻接缺陷的5083铝合金板搅拌摩擦焊(FSW)对接接头试件,探索了吻接缺陷对搅拌摩擦焊对接接头疲劳强度的影响。使用维氏显微硬度仪测量了试件接头焊缝横截面硬度分布,测试结果显示,硬度值分布大致呈W趋势。采用MTS809疲劳测试机对试件进行疲劳测试,得到了不同吻接深度拉伸式样的名义应力-寿命关系。对疲劳断口进行SEM扫描并测量了接头吻接缺陷深度,发现疲劳裂纹均起源于吻接缺陷区域。通过有限元软件ABAQUS对不同吻接深度试件进行了应力应变分析,分别采用缺口应力法和局部应力应变法对试件进行了疲劳寿命预测。预测结果表明,缺口应力法在低周疲劳预测时效果较好。