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摘要：不锈钢车体具有轻量化、高强度、利用寿命长、经济性好等优点,由此,国内外大量开展不锈钢车体的探讨和运用。不锈钢车体的主要焊接形式有点焊、环焊、塞焊等,焊接部位有着较大的应力集中,容易发生疲劳破坏。由于不锈钢车体环焊焊点数量在车体所有焊点中占据很大比例,由此环焊接头的疲劳寿命直接联系车体的服役寿命,但目前国内外对于环焊的疲劳性能探讨尚处空白,由此亟需开展这方面的探讨工作。本论文以不锈钢板环焊试件为探讨对象,用RUMUL高频疲劳试验机进行疲劳试验,获得了载荷-寿命(△Fa-N)数据,利用显微镜观察了疲劳断口,浅析了疲劳断裂特点以及裂纹扩展规律,基于断裂力学论述提出了环焊接头疲劳寿命预测策略,阐明了环焊试件孔径大小、焊孔位置、平均载荷、翘曲程度对疲劳性能的影响,得到的主要结论如下：环焊试件加载方向的圆弧顶部的焊根部位应力集中最大,两焊板的裂纹均以此处扩展。疲劳裂纹在焊孔板和非焊孔板内扩展路径大致为以焊根部位沿板厚度方向扩展至外部,然后沿圆弧方向扩展至母材,最后在母材内横向扩展,其中在焊孔板焊缝金属内的裂纹扩展寿命占总寿命的90%以上,提升焊缝金属的疲劳强度可以有效延长其寿命；提出一种疲劳寿命预测策略,利用三类不同焊孔直径和不同板厚搭配的环焊试件对提出的预测策略进行试验验证,预测结果与实验结果走势一致,可满足工程运用中结构优化设计的需求；浅析了疲劳性能影响因素：焊孔直孔径越大疲劳寿命越长；对于不等厚焊板的焊孔位置对疲劳寿命影响不大；平均载荷的增加使疲劳寿命降低,对疲劳寿命有一定影响,不可忽略；试验历程中焊板发生翘曲现象会显著降低疲劳寿命。关键词：SUS301L不锈钢论文环焊论文疲劳论文裂纹扩展论文寿命预测论文
摘要6-7
Abstract7-11
第1章 绪论11-20
1.1 探讨背景及作用11-13
1.2 国内外探讨进展历程及近况13-17
1.3 本论文的探讨工作17-20
1.3.1 探讨内容17-18
1.3.2 探讨目的18
1.3.3 论文组成及技术路线18-19
1.3.4 论文的革新点19-20
第2章 环焊接头疲劳试验及浅析20-31
2.1 试验材料20-21
2.2 疲劳试验试件及设备21-23
2.3 疲劳试验策略23-24
2.4 环焊试件疲劳试验结果24-26
2.5 环焊试件疲劳破坏浅析及断口观察26-30
2.5.1 破坏浅析26-28
2.5.2 断口观察28-30
2.6 小结30-31
第3章 环焊试件疲劳寿命预测策略31-49
3.1 寿命预测的断裂力学策略31-36
3.1.1 等效应力强度因子法32-34
3.1.2 Paris论述34-35
3.1.3 da/dN-ΔK曲线与ΔF_a-N曲线联系35-36
3.2 环焊试件疲劳寿命预测策略36-38
3.3 疲劳寿命预测策略试验验证38-47
3.3.1 A类试件试验结果与寿命预测结果比较浅析38-41
3.3.2 B类试件试验结果与寿命预测结果比较浅析41-44
3.3.3 C类试件试验结果与寿命预测结果比较浅析44-47
3.4 四类试件试验结果比较浅析47-48
3.5 小结48-49
第4章 环焊试件疲劳寿命影响因素浅析49-60
4.1 焊孔直径对疲劳寿命的影响49-50
4.2 焊孔位置对疲劳寿命的影响50-52
4.3 平均载荷对疲劳寿命的影响52-55
4.4 焊板翘曲对疲劳寿命的影响55-59
4.5 小结59-60
结论60-61
展望61-62
致谢62-63