铝合金点焊接头疲劳性能研究及寿命分析

为了支持多环形纹路表面电极帽式铝合金点焊接头在车辆正向开发中的设计应用,设计并开展了一系列的铝合金点焊接头疲劳试验研究和疲劳寿命预测方法研究。过程中获得了点焊接头的载荷-寿命对应关系,总结了铝合金点焊接头疲劳强度受载荷方向、母材强度及厚度等因素影响的普遍规律,分析了铝合金点焊接头的疲劳失效破坏模式,并提出了评价铝合金点焊接头疲劳寿命的S-N曲线,可以有效指导铝合金点焊接头的抗疲劳设计开发工作。     

点焊结构应力应变场数值模拟分析

采用ANSYS数值模拟软件,对点焊结构焊点附近的应力应变状况进行了详细的分析。分析结果表明,在点焊接头中应力和应变的分布是不均匀的,焊核中心的应力比较小,高应力区主要存在于热影响区内,即点焊接头热影响区附近是易于产生破坏的主要区域,且应力发展趋势是从母材贴合面与焊核交界线向外扩展。模拟分析试样变形状况与试验室点焊结构剪切拉伸疲劳试样的变形形状基本吻合,说明利用有限元数值模拟试验分析是可行的。     

无飞溅电阻点焊用复合电极的研究

通过分析电阻点焊熔核飞溅和翘曲变形产生的机理,设计了一种具有防止飞溅和减少翘曲变形的复合电极.通过在不同焊接电流和电极压力下点焊镀锌钢板和铝合金板的工艺试验,分析了复合电极在防止熔核飞溅和焊接接头翘曲变形方面起到的作用.与普通电极的对比试验结果表明,在点焊电极端部设置一个增强护套可有效抑制点焊过程中出现的飞溅现象,并可显著减小工件表面的压痕深度及翘曲变形量.     

双相钢电阻点焊动态电阻规律研究

利用数据采集系统采集双相钢电阻点焊过程中的主要焊接参数,对双相钢电阻点焊过程中动态电阻曲线进行了研究。结果表明,双相钢点焊过程中材料的微观组织变化和焊接参数的变化对焊接过程中动态电阻有重要影响,且具有一定的规律性。发生焊接喷溅时动态电阻出现突降,这为焊接喷溅的识别提供了依据。掌握焊接过程动态电阻的变化规律可以预测焊接熔核的形成过程,实现对焊点质量的监测。     

基于虚拟试验场的汽车车身T型接头疲劳分析

为在概念设计阶段即能估计汽车结构的疲劳寿命,利用虚拟试验场技术建立具有真实接头的整车简化模型并组合虚拟试验路面模型;应用动态非线性显式分析软件LS-DYNA进行瞬态响应分析,获取车身结构动态应力的时间历程.以某微型车的C柱上接头为例,应用应变寿命法进行了T型接头结构的疲劳寿命分析,并对寿命短的部位进行改进设计,最后通过道路试验验证了分析的可行性和有效性.     

螺旋电极帽式铝点焊强度及疲劳性能研究

螺旋电极帽式铝点焊技术是由通用汽车公司持有专利的铝合金点焊连接技术,已被广泛应用在白车身、白车门和前后盖等子系统的设计制造中。文章通过一系列铝点焊结构强度和疲劳性能物理试验的研究,总结出铝点焊结构强度和疲劳性能受焊接母材材料强度、母材厚度以及受力形式影响的普遍规律,为铝点焊结构的正向设计开发打下了牢固的基础。     

规范参数对AZ31B镁合金点焊接头组织和性能的影响

对AZ31B镁合金进行点焊工艺试验，并对不同工艺条件下获得的点焊接头进行了组织性能分析，在此基础上分析规范参数对镁合金点焊质量的影响规律，并确定出适合AZ31B镁合金点焊的工艺规范。试验结果表明：当焊接工艺参数为P=1500N，I=18000A，T=5周波时获得的焊接接头的金相组织为仅一侧有少量柱状晶其他是特细的等轴晶，且剪切力可达到1980N；本试验条件下，镁合金点焊接头拉剪断口宏观上为脆性断裂特征，在微观上为解理裂纹。     

胶焊,点焊和胶接接头应力分布的比较分析

采用三维弹塑性有限元数值分析方法，比较了分析了胶焊，点焊和胶接接头的应力分布情况，结果表明，胶焊接头与胶接接头的应力分布特征值基本相同，仅在焊点区内略有区别，胶焊接头中的胶粘剂有效地降低了点焊接头中焊点的应力，消除了其焊点过级处的应力集中，所得应力分布可合理解释已有强度试验结果。     

简析点焊质量提升方法

<正>焊接是汽车工业中应用最广泛的装配方式,点焊因其技术可靠、成本低、效率高及方法简单等优势成为白车身焊接装配的主要手段。然而在点焊焊接过程中受焊接参数变动、气压波动、工艺规范、焊接回路阻抗变化和点焊位置等因素的影响,容易在点焊接头中出现各种缺陷。焊接缺陷直接影响焊接结构的可靠性,而白车身的强度在很大程度上取决于点焊的质量。本文分析点焊缺陷产生的原因,并提出运用铬锆铜解决部分人工操作悬挂点焊机频繁出现的点焊     

汽车用6016铝合金板的连接性能研究

对汽车用6016铝合金板材的铆钉连接、冲压连接和点焊等连接性能进行测试分析,试验得出较优的连接工艺参数。铆钉连接和冲压连接接头的抗剪切力大小相当,而点焊接头的抗剪力略高。焊核中心硬度最低,为整个接头的薄弱区域。     

Fatigue design approach for the spot-welded T-type member using a simulated single spot-welded joint

In order to develop a fatigue design method for actual railroad car and commercial vehicle body structures using the fatigue data of simulated single spot-welded lap joints, we first analyzed the stress distribution and evaluated fatigue strength of spot-welded T-type members that are the components of actual railroad car and commercial vehicle body structures. Next, fatigue design approach of these members using the fatigue data of single spot-welded lap joints was investigated. From our results, we found that, even though there was a quantitative difference of fatigue strength between the single spot-welded joint and the actual members over the same number of fatigue cycles, through the use of appropriate correction, the fatigue design criterion of actual spot-welded members, such as those used in railroad car and commercial vehicle body, can be predicted using the fatigue strength of single spot-welded joint.     

基于有限元方法的复合钢混凝土桥梁热点应力分析研究

通过建立复合钢混凝土疲劳危险部位焊接构件的三维有限元模型,围绕桥梁交通荷载作用下局部热点应力和疲劳损伤累积进行分析,获得合适的在役钢-混凝土桥梁关键焊接构件的疲劳损伤评价方法。研究结果表明:采用大桥有限元模型进行动力特性分析,模型计算固有频率和实测值最大误差在10%以内,计算的动力特性和设计测试阶段特性相符;钢混凝土桥梁纵向加劲桁架细节热点应力区域出现在上下弦杆与对角撑、盖板连接处,与焊缝构件最大疲劳损伤位置一致,主梁框架热应力出现在靠近公路外侧梁腹板连接处;通过线性米勒准则获得的疲劳损伤累积呈线性变化,在高周疲劳损伤初期损伤率增长较慢,后期较快,适用于在役结构疲劳寿命评价。     

半挂车车架多轴疲劳寿命研究

根据半挂车车架结构特点,建立了半挂车车架的有限元模型及多体动力学模型,对车架进行了静力学分析和以H级路面的路面载荷作为边界条件的动力学分析,得到了车架静态应力分布和载荷谱。并以此数据为依据,采用Wang-Brown多轴疲劳损伤模型预测了半挂车车架的多轴疲劳寿命,针对其疲劳薄弱部分提出了结构和工艺优化方案。优化后的车架满足使用寿命要求,且比原设计减重20%。     

中央扣对悬索桥动力特性及短吊索车载激励响应的影响

为实现运营阶段中央扣对悬索桥动力特性及车载激励下短吊索响应影响的量化分析,进而为悬索桥设计及维养策略提供参考,基于已编制的车-桥耦合分析系统,引入制动惯性力及俯仰力矩模拟车辆制动力,建立了考虑车辆制动过程的车-桥耦合分析系统;以一座单跨地锚式悬索桥为工程背景,建立无、有中央扣2种缆梁连接体系的全桥空间有限元模型,研究中...     

沥青混合料的温度疲劳损伤效应模拟研究

加载频率对沥青混合料的疲劳寿命影响较大,根据低加载频率的疲劳试验来模拟材料的温度疲劳,运用耗散能相关理论来分析沥青混合料的温度疲劳损伤,并进行损伤力学的分析。     

点焊结构接头应力应变场的数值模拟

以汽车点焊结构为研究对象，通过合理建立点焊结构的有限元离散模型和力学模型，系统分析了点焊搭接剪切拉伸试样在不同载荷下的应力应变分布规律，以及应力应变与结构、载荷间的对应关系，获得了理想的数值模拟结果。     

混凝上倒T形盖梁疲劳过程模拟

引入一类双标量弹性疲劳损伤本构模型,对桥梁工程中常见的倒T形盖梁进行疲劳全过程分析。该模型采用受拉损伤内变量和受压损伤内变量来描述微观受拉和受压损伤机制对混凝土宏观力学性能劣化的影响,并根据有效应力空间的热力学原理确立了疲劳损伤的演化法则。通过将疲劳损伤本构模型与非线性有限元分析方法相结合,可以精细预测混凝土倒T形盖梁在疲劳荷载作用下的非线性行为,尤其是疲劳加载过程中裂缝的产生和扩展过程,为实际工程的疲劳分析和设计提供了依据。     

基于能量法的组合梁桥拥堵车辆怠速振动所致疲劳损伤评估

针对拥堵车辆怠速振动造成的城市桥梁疲劳失效风险,利用ABAQUS建立车辆拥堵荷载作用下的车-桥耦合有限元模型,通过动力响应分析和应力循环计数,采用能量法以总应变能密度为损伤参量,计算4种拥堵工况下城市组合梁桥钢箱构造细节的疲劳累积损伤,并通过与规范标准疲劳车畅通运行状态时的损伤对比,综合评估车辆拥堵对城市组合箱梁桥疲劳...     

基于统计损伤理论的沥青路面疲劳失效过程分析

基于应变等价性假设,并结合统计损伤理论,建立了模拟沥青路面在载荷下变形过程的损伤本构模型。其次,在该本构模型的基础上,分析了路面变形过程中强度退化特性及疲劳失效条件,并进一步推导了在疲劳载荷下路面材料失效的判据,最后,通过分析表明本文方法的合理性与可行性。