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22如何運用斷裂力學裂紋擴展原理來預測焊接鋼結構的疲勞壽命

發布時間:2023-07-09 23:26:28

⑴ 提高焊接結構疲勞強度的措施有哪些

結構的疲勞破壞
一、疲勞破壞現象
鋼材在連續反復荷載作用下會發生疲勞破壞,這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同
樣會發生。與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原
因總會存在缺陷,而這些缺陷就成為裂縫的起源,在疲勞破壞過程中,可以認為不存在裂
紋形成這個階段。因此,鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴展和最後斷裂兩個階
段。裂紋的擴展是十分緩慢的,而斷裂是在裂紋擴展到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴
展部分,斷口因經反復荷載頻繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑,而瞬面斷裂
的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵。
二、影響疲勞強度的因素
在鋼材的疲勞破壞中提到影響疲勞強度的主要因素是應力集中。這同樣是影響鋼
結構和鋼構件疲勞強度的主要因素。但在鋼結構和鋼構件中,產生應力集中的原因則極
為復雜,因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多。
鋼結構和鋼構件在截面突然改變處都會產生應力集中,如梁與柱的連接節點、柱腳、
梁和柱的變截面處以及截面形孔等削弱處。此外,對於非焊接結構,有鋼材表面的凹凸
麻點、刻痕,軋鋼時的夾渣、分層,切割邊的不平整,冷加工產生的微裂紋以及螺栓孔等
等。對於焊接結構還有焊縫外形及其缺陷,缺陷包括氣孔、咬肉、夾渣、焊根、起弧和滅弧
處的不平整、焊接裂紋等等。
除此之外,還有結構和構件中的殘余應力以及結構和構件所處的環境等都會對其疲
勞強度有影響。在有腐蝕性介質的環境中,疲勞裂紋擴展的速率會受到不利的影響。

⑵ 可採取哪些措施來改善焊接鋼結構疲勞性能

你好,
改善焊接結構疲勞強度在結構設計及施工階段應考慮:
1、接頭形式選擇
應盡量選擇應力集中系數小的接頭形式:如對接接頭、T型接頭
2、盡量避免未焊透及未熔合等缺陷
3、焊縫布局應盡量遠離高應力區
4、焊縫形狀控制
較為理想的為內凹型焊縫,並且與母材平滑過渡。
焊後處理
1、改善幾何形狀(TIG重熔法、機械加工法)
2、調整殘余應力場(預過載法、擠壓法、局部加熱法、Gurnnerts法)
3、二者皆有(沖擊法、噴丸法)
望採納,謝謝。

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