对接接头缺口应力集中系数不确定性分析

目的以典型对接接头为研究对象进行参数化建模,建立焊缝几何形状存在不确定性的有限元模型,来研究焊缝几何存在不确定性的对接接头焊趾处缺口应力集中系数$ K\mathrm{_t} $, 并统计分析其分布规律。方法首先,对以往采用的网格尺寸和单元类型进行改进,通过有限元网格敏感性分析,研究不同类型的单元以及网格尺寸对$ K\mathrm{_t} $的影响;其次,沿对接接头焊缝法向提取节点应力,通过绘制应力分布图,确定焊趾处最大应力集中所在部位;然后,通过引入控制点描述对接焊缝几何形状的变化来真实反映焊缝几何形状的不确定性,结合实际测量的焊缝形状数据的分布规律,随机抽样得到大量的焊缝几何参数数据;最后,基于缺口应力法计算$ K_{\mathrm{t}} $,并对其进行统计分析,探究对接接头在焊缝几何参数存在不确定性时$ K\mathrm{_t} $的分布规律。
结果结果表明,$ K\mathrm{_t} $的分布满足正态分布。结论通过探究焊趾处的应力分布,对于分析疲劳强度和提高疲劳寿命预测精度具有重要意义。