拉-剪应力场下全熔透十字型焊接节点疲劳寿命评估

为研究全熔透十字型焊接节点在拉-剪应力场反复作用下的疲劳损伤累积规律及疲劳寿命预测方法,选择不同倾角(0°、15°、30°、45°)全熔透承载焊缝十字形焊接节点,构建不同比例的拉-剪应力场.利用ANSYS建立有限元模型,对不同倾角下全熔透十字形焊接节点的应力分布状态及应力集中系数进行比较分析.完成4组12个比例加载时正应力和剪应力共同作用下的焊接节点疲劳试验.基于名义应力分别采用等效应力法、相互作用方程法和双参数临界面法,对全熔透十字形焊接节点疲劳寿命进行评估,并与试验结果进行对比分析.研究结果表明,应力比大于0.5时,按国际焊接学会方法及Eurocode方法得到的疲劳寿命偏大,主拉应力法得到的疲劳寿命仅为试验结果的1/3,双参数临界面法和等效应力法得到的疲劳寿命与疲劳实验结果吻合较好.

小水线面双体船上层建筑结构疲劳强度试验研究

针对小水线面双体船上层建筑下围与甲板连接处应力集中明显、疲劳强度问题突出的现象,本文基于谱分析法的全船疲劳强度分析结果,确定疲劳问题严重的部位,对常规腹板加强十字焊接型节点及采用肘板优化的一般焊接型节点分别设计了实板厚疲劳试验模型。通过疲劳试验获得了典型载荷工况下的疲劳失效循环次数,采用定斜率极大似然法及可靠性方法拟合S-N曲线,明确了优化前后2种节点的疲劳特性,验证了优化方式的有效性。试验结果对小水线面双体船的结构设计具有一定的借鉴意义。