基于動態(tài)響應(yīng)特性的點焊接頭變幅疲勞損傷與壽命預測.pdf

1、本文針對單點點焊接頭的疲勞損傷及壽命預測問題,以北京奔馳-戴姆勒·克萊斯勒公司汽車車身材料鍍鋅低碳鋼(鋼號為BJXH50)為母材,通過測量變幅和隨機加載下點焊疲勞試件的動態(tài)響應(yīng)特性,分析了固有頻率幅度變化率與壽命循環(huán)數(shù)之間的關(guān)系,提出了變幅疲勞損傷參量,以及變幅和隨機載荷下單點點焊試件疲勞壽命預測方法。同時,利用三維有限元模擬了點焊接頭疲勞過程中固有頻率的變化特性,試驗結(jié)果對比證明,三維有限元能很好模擬疲勞過程中點焊接頭裂紋擴展過程及固

2、有頻率變化趨勢。 1.對點焊試件進行疲勞加載試驗,結(jié)合動態(tài)響應(yīng)測量,提取了點焊試件在疲勞過程中的固有頻率變化的特征。并從微觀組織、硬度、斷口分析等角度討論了點焊試件的裂紋萌生及擴展機理。 2.根據(jù)變幅加載下疲勞過程中固有頻率幅度變化特征,提出了變幅加載下的疲勞損傷參量。驗證結(jié)果表明,該變幅疲勞損傷參量能較好的描述疲勞過程中的點焊接頭疲勞損傷過程。 2.根據(jù)試件尺寸及裂紋的萌生擴展規(guī)律建立了有限元模型,利用有限元方

3、法模擬在疲勞裂紋萌生和擴展過程中點焊接頭固有頻率的變化特征。與試驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),三維有限元模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合,能夠較真實地反映試件在疲勞損傷過程中動態(tài)響應(yīng)的變化情況。 4.根據(jù)變幅加載下點焊試件固有頻率幅度變化率在疲勞過程中的變化趨勢,提出了基于頻率幅度變化率的變幅疲勞壽命預測模型。 5.在有限元模擬的基礎(chǔ)上,針對隨機加載下單點點焊試件的疲勞裂紋與固有頻率之間的關(guān)系,提出了頻率幅度下降速率模型。利用本文提出的疲勞損傷