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點(diǎn)焊接頭疲勞預(yù)測方法的研究

點(diǎn)焊焊接技術(shù)在汽車車身接合技術(shù)中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，而90%汽車車身結(jié)構(gòu)的失效是由于焊點(diǎn)部位失效造成的。常規(guī)線性有限元分析方法（FEA）可用來預(yù)測車體結(jié)構(gòu)點(diǎn)焊接頭的疲勞壽命，但缺點(diǎn)是在預(yù)測疲勞壽命時(shí)不能合理考慮焊點(diǎn)周邊塑性變形的影響。在對疲勞試件進(jìn)行有限元分析時(shí)很容易忽略試樣的彈塑性特性。在點(diǎn)焊接頭疲勞預(yù)測方法的研究中，有限元模型所施加的最大載荷不能超出該試樣的屈服載荷。介紹了一種可將塑性變形的影響合理考慮在內(nèi)的技術(shù)，而該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不必進(jìn)行彈塑性有限元分析。為合理反映塑性變形區(qū)的影響，由疲勞試驗(yàn)獲得的疲勞曲線需要作出一定的修改。對點(diǎn)焊試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其結(jié)果可以為點(diǎn)焊試樣的有限元分析提供合理的載荷范圍。為了驗(yàn)證本預(yù)測方法的正確性，對某高強(qiáng)度鋼進(jìn)行剪切強(qiáng)度試驗(yàn)和剝離試驗(yàn)。車身結(jié)構(gòu)點(diǎn)焊接頭疲勞強(qiáng)度的預(yù)測方法是基于多種試驗(yàn)條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括不同負(fù)荷范圍、負(fù)荷率以及不同試樣。這種預(yù)測還需要相關(guān)聯(lián)的疲勞損傷參數(shù)與疲勞試驗(yàn)結(jié)果。對于點(diǎn)焊接頭的疲勞預(yù)測，最廣為接受的損傷參數(shù)是基于力和力矩聯(lián)合計(jì)算所得到的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。

在對試樣進(jìn)行疲勞壽命分析時(shí)，試樣有限元模型所受的力和力矩用來計(jì)算試樣的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，并據(jù)此對試樣的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測。

Hong Tae Kang et al. SAE 2013-01-1208.

編譯：張玉倫