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| 考虑短裂纹阶段的焊接结构疲劳寿命分析 |
| Fatigue life analysis of welded structures considering short crack stage |
| 投稿时间：2018-12-13 |
| DOI： |
| 中文关键词: 焊接结构 疲劳寿命 短裂纹 裂纹扩展模型 门槛值 裂纹特征尺寸 寿命预测 |
| 英文关键词: welded structure fatigue life short crack crack propagation model threshold value crack characteristic size life prediction |
| 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51575408). |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 魏国前 | 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081
武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室,湖北 武汉,430081 | weiguoqian@wust.edu.cn | | 周东亮 | 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081 | | | 胡珂 | 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081 | | | 党章 | 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081
武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室,湖北 武汉,430081 | |
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| 中文摘要: |
| 针对焊接结构可能存在的短裂纹问题,基于断裂力学原理提出一种改进的疲劳寿命预测方法。该方法结合Kitagawa-Takahashi图建立裂纹扩展门槛值ΔKth与裂纹特征尺寸a的函数关系,并在传统Paris模型的基础上考虑了该门槛值对裂纹扩展的影响。参照某起重机走行梁的疲劳试验数据进行对比研究,结果表明,本文提出的模型相较于传统的Paris模型具有更高的预测精度,而且它在一定程度上可以解释材料微观晶粒尺寸不同导致的焊接结构疲劳寿命的分散性；短裂纹阶段在试件梁疲劳总寿命中占比约为22%,0.25 mm可作为短裂纹和长裂纹的合理分界点。 |
| 英文摘要: |
| With the possible short cracks in welded structures considered, an improved fatigue life prediction method based on fracture mechanics was developed. Kitagawa-Takahashi diagram was used to construct the functional relationship between crack propagation threshold ΔKth and crack characteristic size a, which was then introduced into traditional Paris model to describe the influence of ΔKth on crack propagation. According to the fatigue testing results of crane girders from another research paper, comparative studies were carried out. The results show that the proposed model has better accuracy than Paris model and it can help to explain the fatigue life dispersion of welded structures due to the difference of material microscopic grain size. In addition, the life of short cracks accounts for about 2% of the total fatigue life of the specimens, and 025 mm is the reasonable critical point between short and long cracks. |
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