亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        鋁鎂合金MIG焊接頭低周疲勞壽命預(yù)測(cè)

        2022-10-25 08:49:58劉宇瀟閆文青陳旭劉毅
        金屬加工(熱加工) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:變幅公差焊絲

        劉宇瀟,閆文青,陳旭,劉毅

        武漢科技大學(xué)省部共建耐火材料與冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖北武漢 430081

        1 序言

        隨著海洋船舶的輕量化和高速化發(fā)展,鋁合金越來越多地取代鋼材。由于船舶在海洋運(yùn)輸過程中常遇到海浪、風(fēng)暴等的往復(fù)拍擊[1],因此要求船體結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的疲勞性能,尤其是了解焊接接頭的低周疲勞壽命對(duì)船舶的安全服役具有重要意義。有報(bào)道表明,5083鋁鎂合金焊接熱影響區(qū)的軟化降低了焊接結(jié)構(gòu)在惡劣疲勞載荷下的使用壽命[2]。為了使船只能夠面對(duì)復(fù)雜的服役環(huán)境,需要提高焊接接頭的強(qiáng)度。

        到目前為止,電弧焊仍然是海洋級(jí)鋁合金結(jié)構(gòu)焊接常用的方法,但是由于鋁合金具有高熱導(dǎo)率,高溫下氫溶解度大,電弧焊過程中焊縫中易產(chǎn)生凝固收縮、氣孔等缺陷,焊接接頭經(jīng)受疲勞載荷時(shí),裂紋常在有缺陷的地方萌生和擴(kuò)展[3],因此分析電弧焊焊接接頭的疲勞壽命非常必要。本文對(duì)比了不同焊絲條件下鋁鎂合金MIG焊接頭的低周疲勞壽命,并建立了預(yù)測(cè)精度較高的低周疲勞壽命關(guān)系式,對(duì)高鎂鋁合金焊接結(jié)構(gòu)在經(jīng)受大應(yīng)變低周疲勞循環(huán)條件下的服役具有理論指導(dǎo)意義。

        2 試驗(yàn)材料和步驟

        焊接母材為A l-6.2 M g鋁鎂合金,抗拉強(qiáng)度3 6 5 M P a,屈服強(qiáng)度2 7 8 M P a,試板尺寸為450mm×300mm×8mm。焊絲采用進(jìn)口焊絲和自制焊絲,進(jìn)口焊絲牌號(hào)為GOST7871-75(俄羅斯),記作S1;自制焊絲在進(jìn)口焊絲成分基礎(chǔ)上添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%Ti和0.3%Er元素,分別記作S2和S3。焊絲直徑為1.2mm,母材和焊絲的化學(xué)成分見表1。焊機(jī)型號(hào)為Fronius VR4000,采用脈沖焊,雙V形坡口,試驗(yàn)用焊接參數(shù)見表2。

        表1 母材和焊絲的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (%)

        表2 試驗(yàn)用焊接參數(shù)

        焊后沿著垂直于焊縫方向切取疲勞試樣,試樣的工作直徑為4.0m m。低周疲勞試驗(yàn)在液壓伺服810M T S試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,應(yīng)變引伸計(jì)型號(hào)為M T S634.12F-24。控制應(yīng)變比為0.1,應(yīng)變率為4×10-3s-1,采用正玄波加載直到試樣斷裂,測(cè)試期間用計(jì)算機(jī)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        3.1 試驗(yàn)結(jié)果

        S1、S2和S3焊接接頭的低周疲勞試驗(yàn)結(jié)果見表3。Δεt/2為應(yīng)變幅,Δεe/2為彈性應(yīng)變幅,Δεp/2為塑性應(yīng)變幅,σmax、σmin、σm分別為循環(huán)穩(wěn)定狀態(tài)下的最大應(yīng)力值、最小應(yīng)力值及平均應(yīng)力值。

        表3 低周疲勞試驗(yàn)結(jié)果

        3組焊接接頭低周疲勞壽命(Nf)與外加總應(yīng)變幅(Δεt)之間的關(guān)系曲線如圖1所示。從圖1中可看出,焊接接頭的低周疲勞壽命隨總應(yīng)變幅的增加而降低;而在相同的總應(yīng)變幅下,低周疲勞壽命大小順序?yàn)椋篘f(S2)>Nf(S3)>Nf(S1),這說明使用Ti、Er微合金化焊絲可以提高Al-6.2Mg鋁鎂合金焊接接頭的低周疲勞壽命。

        圖1 焊接接頭低周疲勞壽命與應(yīng)變幅關(guān)系曲線

        3.2 低周疲勞壽命模型分析及壽命預(yù)測(cè)

        在低周疲勞加載條件下,彈性應(yīng)變幅與塑性應(yīng)變和疲勞壽命的關(guān)系符合Coffin-Manson公式[4],即

        b——疲勞強(qiáng)度指數(shù);

        2Nf——在載荷反向次數(shù);

        E——楊氏模量(GPa);

        c——疲勞延性指數(shù)。

        材料的循環(huán)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系為

        式中 Δσ——應(yīng)力范圍(MPa);

        n'——循環(huán)應(yīng)變硬化指數(shù);

        K'——循環(huán)強(qiáng)度系數(shù)(MPa)。根據(jù)表3中的試驗(yàn)結(jié)果,通過數(shù)據(jù)擬合可得出焊接接頭對(duì)應(yīng)的材料疲勞參數(shù),見表4??紤]平均應(yīng)力的影響,相關(guān)文獻(xiàn)提出了幾種疲勞壽命模型,如SWT模型[5]、能量疲勞壽命模型[6]、Morrow模型和修正能量疲勞模型[7]。這些模型的表達(dá)式見表5。

        表4 樣品的材料疲勞參數(shù)

        表5 平均應(yīng)力條件的低周疲勞壽命模型[5-7]

        為對(duì)比疲勞壽命模型的預(yù)測(cè)精度,以S1焊接接頭為例,使用4種模型進(jìn)行擬合,得出模型關(guān)系式,見表6。將模型預(yù)測(cè)疲勞壽命值與試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比,R2為相關(guān)系數(shù),是表明試驗(yàn)數(shù)據(jù)與擬合參數(shù)之間的接近程度,R2越接近于1,說明公式的可信度越高。結(jié)果顯示,SWT模型與修正能量疲勞壽命模型的R2達(dá)到了0.9以上。幾種低周疲勞壽命模型的預(yù)測(cè)效果對(duì)比如圖2所示,其中Morrow模型有60%的數(shù)據(jù)點(diǎn)在1.5倍公差帶以內(nèi),能量疲勞壽命模型只有20%的數(shù)據(jù)點(diǎn)在1.5倍公差帶以內(nèi),Morrow模型有一點(diǎn)偏離2倍公差帶。SWT模型與修正能量疲勞壽命模型中有80%的數(shù)據(jù)點(diǎn)在1.5倍公差帶以內(nèi),且所有預(yù)測(cè)壽命值都處于2倍公差帶內(nèi),說明SWT模型與修正能量疲勞模型的預(yù)測(cè)效果優(yōu)于Morrow模型和能量疲勞壽命模型。因此,可以使用SWT公式與修正能量疲勞壽命公式預(yù)測(cè)任意應(yīng)變比下的疲勞壽命,只需要提供穩(wěn)定平均應(yīng)力的數(shù)據(jù),就可以預(yù)測(cè)出給定應(yīng)變幅下的疲勞壽命。

        圖2 S1焊接接頭疲勞壽命計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

        表6 S1焊接接頭低周疲勞壽命模型擬合關(guān)系式

        根據(jù)SWT和修正能量疲勞壽命模型計(jì)算S2和S3焊接接頭的低周疲勞壽命預(yù)測(cè)關(guān)系式,計(jì)算結(jié)果見表7。由表7可知,SWT模型與修正能量疲勞壽命模型的R2都達(dá)到了0.9以上,可信度較高。SWT模型與修正能量疲勞壽命模型的預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)壽命對(duì)比如圖3所示。由圖3可知,S2使用兩種低周疲勞壽命模型的預(yù)測(cè)值都處于1.5倍公差帶內(nèi),S3也有80%的數(shù)據(jù)處于1.5倍公差帶內(nèi),兩種模型的預(yù)測(cè)值都在2倍公差帶內(nèi)。結(jié)合圖2可得,SWT模型與修正能量疲勞壽命模型非常適用于Al-6.2Mg合金焊接接頭的低周疲勞壽命預(yù)測(cè)。

        圖3 S2和S3樣品疲勞壽命計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

        表7 S2和S3樣品疲勞壽命模型擬合關(guān)系式

        現(xiàn)對(duì)3組焊接接頭進(jìn)行其他應(yīng)變比的壽命預(yù)測(cè),由于平均應(yīng)力的影響,現(xiàn)在將平均應(yīng)力去除,使用相應(yīng)的最優(yōu)疲勞壽命模型,即SWT模型與修正的能量疲勞壽命模型,預(yù)測(cè)完全可逆循環(huán)(R=-1)條件下的低周疲勞壽命,外加應(yīng)變幅為0.6%~2.2%,通過式(2)計(jì)算得出應(yīng)力幅值,預(yù)測(cè)結(jié)果如圖4所示。預(yù)測(cè)結(jié)果表明,在Δεt≥0.6%時(shí),低周疲勞壽命大小順序仍為:Nf(S2)>Nf(S3)>Nf(S1)。

        圖4 SWT和修正能量疲勞壽命模型預(yù)測(cè)結(jié)果

        4 結(jié)束語

        1)試驗(yàn)條件下,當(dāng)應(yīng)變比R=0.1時(shí),給定應(yīng)變幅下三組焊接接頭的低周疲勞壽命大小順序?yàn)椋篘f(S2)>Nf(S3)>Nf(S1)。

        2)理論計(jì)算表明,SWT和修正能量低周疲勞壽命模型的預(yù)測(cè)精度較高,相關(guān)系數(shù)R2>0.95,給出了計(jì)算3組焊接接頭低周疲勞壽命的關(guān)系式。

        猜你喜歡
        變幅公差焊絲
        基于超聲振動(dòng)加工變幅桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        大端接圓柱桿的復(fù)合圓錐形變幅桿設(shè)計(jì)及應(yīng)用
        雙排斜槽縱-扭復(fù)合振動(dòng)變幅桿仿真設(shè)計(jì)
        帶有中心值的百分?jǐn)?shù)的公差表示方式
        公差里的“五朵金花”
        帶有中心值的百分?jǐn)?shù)的公差表示方式
        超聲縱振動(dòng)空心變幅桿的特性
        立向下自保護(hù)堆焊藥芯焊絲的研制
        焊接(2015年2期)2015-07-18 11:02:38
        150GH與100XT兩種耐磨事焊絲性能分析及應(yīng)用
        焊接(2015年8期)2015-07-18 10:59:13
        車架焊接用氣體保護(hù)焊焊絲的選用
        汽車零部件(2014年5期)2014-11-11 12:24:34
        亚洲人成伊人成综合久久| 国产精品专区一区二区av免费看 | 1000部夫妻午夜免费| 亚洲色成人网站www永久| 无码午夜成人1000部免费视频| 久久亚洲av成人无码国产| 色综合一本| 国产视频嗯啊啊啊| 国产一级av理论手机在线| 日本免费视频一区二区三区| 亚洲天堂一区av在线| 国产精品成人3p一区二区三区| 国产最新进精品视频| 亚洲成a人片在线| 国产片三级视频播放| 国产av一区二区三区国产福利| 成人大片在线观看视频| 日本视频二区在线观看| 最近最新中文字幕| 伊人久久网国产伊人| 国产一区二区三区爆白浆| 中文字幕中乱码一区无线精品| 精品国产一区二区三区香| 优优人体大尺大尺无毒不卡| 亚洲av无码一区二区三区不卡| 亚洲综合av在线在线播放| aⅴ色综合久久天堂av色综合| 亚洲粉嫩视频在线观看| 国产精品一区二区三区在线免费 | 神马不卡影院在线播放| 亚洲精品午夜久久久九九 | 免费国产黄线在线播放| 少妇特殊按摩高潮不断| 国产毛片视频一区二区三区在线| 国产成人精品无码一区二区三区| 最近日本免费观看高清视频| 午夜视频网址| 日本亚洲视频免费在线看 | 男女调情视频在线观看| 日本a片大尺度高潮无码| 无码精品a∨在线观看|