U肋对接焊缝三维疲劳裂纹应力强度因子分析

U肋对接焊缝处易出现疲劳裂纹,为了分析该部位裂纹体应力强度因子对各关键参数的敏感程度及其简化计算公式,以港珠澳大桥为背景,利用ANSYS有限元软件,逐步建立了该桥正交异性钢桥面板U肋对接焊缝处三维半椭圆形裂纹体的精细化仿真分析模型,采用相互作用积分与有限元相结合的方法计算半椭圆形裂纹体应力强度因子,进行系统的参数分析,探讨了应力强度因子随各关键设计参数的变化规律,并根据有限元分析结果得出了应力强度因子计算公式。结果表明:应力强度因子对裂纹前缘位置和裂纹深度较敏感,而对顶板厚度、U肋厚度及U肋顶板宽度的敏感性较弱,基于响应面法得到的拟合公式计算应力强度因子具有较高的计算精度。

对接间隙对车用高强钢光纤激光焊接的影响

采用4 kW光纤激光器进行了1.6 mm厚的双相高强度钢B340/590DP的激光对接焊。进行了不同对接间隙的焊接接头的表面、截面形貌分析,接头力学性能、金相组织和显微硬度测试。选择某车身零部件,在优化的工艺参数下进行三维对接焊,焊后进行了碰撞试验。激光焊接结果表明,在合适的焊接工艺参数下,当对接间隙小于板厚的18%(约为光斑直径的57.6%)时,可以得到焊缝成形好、热影响区(HAZ)窄的焊缝;当对接间隙小于板厚的16%(约为光斑直径的51.2%)时,焊缝的拉伸强度优于母材;对接间隙变化对焊缝显微硬度以及金相组织无明显影响。碰撞试验表明,激光焊缝碰撞试验强度符合设计标准,某车身三维零部件光纤激光对接焊优于电弧对接焊。