基于美国ASME标准的重载货车车体焊缝疲劳寿命预测

为寻求在设计阶段能较准确地预测重载货车车体焊缝的疲劳寿命评估方法,基于各种标准提供的分析方法对转炉616装甲钢T型焊接接头进行疲劳评估,通过与试验的对比表明,美国ASME标准中的等效结构应力法更能准确预测焊缝的疲劳寿命。为提高某重载运煤敞车车体焊缝的疲劳寿命,建立了包括焊缝在内的敞车车体有限元模型,基于等效结构应力法和AAR标准中的载荷谱,预测了车体关键焊缝的疲劳寿命,其薄弱部位与车体实际发生疲劳裂纹部位基本吻合,依据焊缝的结构应力分布规律的特点,提出的枕梁改进结构可使车体关键焊缝疲劳寿命提高1.7倍。

混凝土泵车高强钢臂架焊缝疲劳寿命预估

介绍了焊缝疲劳寿命估算的有效方法(VOLVO法)、等效结构应力法的步骤及原理,采用上述方法可计算出真实运行工况下,结构焊缝处的疲劳损伤和寿命情况.针对某混凝土泵车高强钢臂架上的焊缝连接情况,利用VOLVO法和等效结构应力法进行了焊缝寿命预估,得到了整个焊缝的损伤和寿命分布.与台架试验中臂架失效时间和失效部位的对比结果表明:VOLVO法更适用于高强钢臂架的焊缝寿命预估,计算结果与实验结果基本一致.

基于结构应力法的焊缝疲劳评估及可视化研究

为解决目前结构应力法疲劳评估软件不具备三维可视化能力,难以满足大型复杂焊接结构快速抗疲劳设计要求的问题,基于结构应力法和三维可视化方法开发了铁路货车焊缝疲劳寿命评估及可视化系统.提出了重构可视化网格模型装配树、有限元数据绘制单元网格模型等方法构建可视化网格模型,采用结构应力法评估焊缝疲劳寿命,并在可视化网格模型上以彩色云图形式绘制疲劳结果.最后以某铁路货车车体焊缝的疲劳寿命评估作为实例,证明了系统的高效性和实用性.

基于非线性超声检测的搅拌摩擦焊接头疲劳寿命评价

焊接接头疲劳寿命的分析与估算一直是轨道交通车辆设计与制造过程中的难点,现有估算方法一般基于有限元仿真进行计算,估算结果往往得不到有效验证。提出了一种疲劳寿命的超声检测与评价方法,对不同疲劳阶段的焊接试件进行了非线性超声检测,提取了等效非线性系数用于评价疲劳损伤的累积程度,根据该参数与疲劳寿命的相关关系构建了基础数据库,并据此基于贝叶斯定理评价了搅拌摩擦焊接头的疲劳寿命。该方法具有低成本、高可靠性等优点,可望推动疲劳寿命评价方法的技术发展。

超大型LNG储罐角焊缝应力与疲劳分析

超大型LNG储罐角焊缝位于内罐罐壁与底环形板的连接部位,由于结构突变导致该区域局部应力很大,且随着储存液位的波动可能导致该区域发生疲劳破坏。本文以国内某在建22万m3大型LNG储罐为研究对象,采用大型有限元计算软件ABAQUS建立了储罐内罐模型,对不同荷载工况下大角焊缝结构处的应力分布情况进行了分析与评定。在ASME VIII 2介绍的疲劳寿命评估方法基础上,引入了LNG内罐主要材料9%Ni钢的相关材料参数,修正了相关系数,对大角焊缝进行了疲劳寿命计算分析,该结果与Fe safe软件计算的角焊缝结构疲劳寿命基本一致,两种方法得出的使用寿命均满足设计要求。

动车水箱疲劳振动试验及数值模拟研究

轨道车辆及车载设备大量使用焊接结构,其在振动载荷作用下的疲劳破坏通常发生在焊缝处.针对动车水箱焊缝疲劳寿命开展随机振动台架试验及数值仿真研究.在台架试验中,按试验规范输入强化加速度随机振动自功率谱,检验该水箱是否满足疲劳寿命的要求.在进行数值模拟研究中,按试验工况条件建立水箱疲劳寿命仿真模型,其中将振动试验的激振信号作为仿真的输入载荷,采用壳单元建立水箱构件及焊缝的有限元模型,通过附加质量等效内部液体,根据BS7608标准确定相应焊缝的S-N曲线,采用名义应力法预测水箱焊缝在试验工况下的疲劳寿命.仿真所得焊缝失效部位及疲劳寿命与振动台架试验结果基本吻合,说明该焊缝疲劳寿命预测方法的正确性,为焊接结构疲劳设计提供有效的分析算法.

卸货状态下漏斗车车体疲劳强度分析

通过漏斗车车体结构自由模态分析,确定卸货时振车器激振力的工作频率,确保冻结和板结的货物快速与完整地倾卸出;在激振力静态载荷作用下,对漏斗车车体进行静强度分析,并筛选出车体待评估焊缝;依据主S-N曲线法,对漏斗车车体关切焊缝进行结构应力分析和疲劳寿命预测,结果表明:在振车器激振力疲劳载荷作用下,车体焊缝疲劳损伤最大值为0.16,因此,建议漏斗车车体设计时,疲劳载荷工况不仅要包括ARR标准中的心盘、车钩等工况,还应考虑运用中的卸货工况.