一、FATIGUESTRENGTHDETERMINATIONOFBUTTWELDEDJOINTS（论文文献综述）
张以冉[1]（2021）在《轨道客车用铝合金的磁控MIG高速焊工艺研究》文中研究指明轨道交通业的发展是国家现代化的重要指标,提升轨道交通智能化水平是我国“十四五”规划的内在要求。为提高轨道客车的舒适性及运行速度,铝合金广泛用于车体结构中。然而,铝合金焊接存在焊接速度慢、易产生焊接缺陷等问题,大大制约了轨道交通业的进一步发展。近年来研究表明,施加外加磁场辅助MIG焊接具有绿色环保、稳定性强、焊接速度快等特点。本课题组也研发了脉冲复合磁场辅助高速焊接工艺,通过在焊枪上安装自主设计的外加复合磁场发生装置,在电弧空间同时产生稳定的横向磁场和交替的平行磁场,用以调节熔池内液态金属的横向铺展和纵向流动,在焊接低碳钢时最高焊速可达2.0m/min而不产生焊接缺陷。但铝合金和碳钢在磁性、熔点、导热性等物性参数上存在较大差异,二者焊接性也有明显区别。是否可将复合磁场施加到铝合金MIG焊上,有效的利用复合磁场对电弧以及焊缝成形的调控优势,提高铝合金MIG焊的焊接速度与质量,仍有待进一步的研究。本文选取轨道客车常用4mm厚的6N01铝合金,分别开展磁控MIG高速平板堆焊和平板对焊实验,分析不同励磁参数对焊缝成形的影响,探究铝合金外加磁控MIG高速焊的可行性。同时,分析不同励磁参数对电弧形态的作用规律,阐述磁场对焊接缺陷的抑制机理。通过参数优化,当励磁电流为5A,励磁频率为100Hz时,对焊和堆焊的焊缝成形质量最优。该参数下外加磁场能够调节电弧行为,增强熔池内液态金属的横向铺展能力,有效抑制咬边、驼峰等焊接缺陷,可以将堆焊焊速提高到2.5m/min,对焊焊速提高到2.1m/min。开展铝合金高速MIG平板对焊接头性能分析。实验结果表明,外加复合磁场能够抑制高焊速下焊缝成形缺陷及焊缝区晶粒粗化的问题,有效促进焊缝区第二相弥散均匀分布,改善了焊接接头的冶金及机械性能。将软化区宽度减小了26.6%,其接头拉伸强度为母材的71.9%,与常规焊速的74.3%接近,冲击韧性达到常规焊速的98.5%。最终将铝合金MIG平板对焊的焊接效率提高280%,实现优质高效的焊接。
叶斌[2]（2020）在《Mg-Zn-Se-Er高强镁合金及其搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究》文中研究表明镁合金凭借其轻质、比强度比刚度大、减震散热性好、易切削加工、资源丰富可回收等特点在航空航天、汽车制造、通讯电子等领域有着广泛应用。在镁合金的实际应用过程中不可避免会遇到焊接问题。搅拌摩擦焊作为一种新颖高效的连接技术,十分适用于镁合金的焊接。焊接接头最主要的失效方式是疲劳断裂,因而产生的破坏往往是灾难性的。同时伴随着工程应用对高性能镁合金的要求提高,开展关于高强镁合金及其搅拌摩擦焊接头疲劳性能的研究有着重要的意义。本文以Mg-Zn-Se-Er高强镁合金作为研究对象,采用搅拌摩擦焊的方法对该合金板材进行了对接焊。通过调整搅拌头旋转速度及焊接速度获得了不同的搅拌摩擦焊接头并制备试样。利用超声冲击设备对原始焊态接头的焊缝区域及附近的表面进行了超声冲击处理。采用解析方法设计了母材及搅拌摩擦焊接头疲劳试样类型及尺寸。利用铣床加工、线切割及细砂纸打磨等获得各组疲劳试样。合理预设试验参数,对母材试样、原始焊态接头试样以及超声冲击后的接头试样进行超声疲劳试验,发现试样的共振性良好。同时记录下了各组试样在不同应力状态下的疲劳寿命、疲劳极限及试样失效断裂位置等数据。主要研究结果如下:（1）该镁合金母材和焊接接头疲劳试样在105～109区间内均会发生失效断裂,不存在传统意义上的疲劳极限。对比各组试样的S-N曲线发现,原始焊态接头的疲劳性能均比母材差。通过超声冲击可提高焊接接头的疲劳性能,甚至使接头疲劳性能接近母材的疲劳性能。同时不合适的冲击参数或冲击方法会引发表面宏观裂纹产生,从而降低接头的疲劳性能。（2）进行疲劳断口分析,发现母材与原始焊态试样的疲劳裂纹源基本都为单个裂纹源,少数试样存在多个裂纹源。疲劳裂纹源均产生于试样表面如腐蚀坑、机械加工微痕等缺陷处。超声冲击态试样疲劳裂纹源部分产生于试样侧面,部分源于焊缝表面。（3）母材、原始焊态接头、冲击态接头试样的疲劳断口初始扩展区为准解理断裂,快速扩展区的主要表现为脆性断裂,瞬断区表现为准解理断裂。（4）变形层厚度与冲击时间呈正相关。2A的大电流冲击处理后的表层显微硬度相对于1A的小电流在同等深度下普遍要高。随着深度的增加,硬度值逐渐趋于稳定,最终逐渐接近于母材强度,即70HV左右。（5）在一定范围内延长冲击时间或提高冲击电流值均可提高残余压应力值。对比发现,短时间内,采用大电流冲击对引入残余压应力效果更显着。（6）超声冲击处理后的Mg-Zn-Se-Er镁合金接头表层晶粒组织细化效果明显。在1A的电流下冲击,晶粒最细为150nm左右;在2A的电流下冲击,晶粒最细为100nm左右。（7）超声冲击对晶粒细化的机理:超声冲击高频高能量的作用使镁合金焊接接头表层发生剧烈塑性变形,晶粒内部产生大量位错线,不同方向上滑移的位错线相互缠结,在晶界处形成位错墙。伴随位错墙和位错缠结的积聚,亚晶和亚晶界逐渐形成。不稳态的亚晶内部的位错堆积使之进一步转化为随机取向的纳米晶。在持续的强烈超声冲击作用下,表层晶粒得到纳米级细化。
白易立[3]（2019）在《焊接残余应力与冲击强度对UIT处理接头疲劳延寿行为影响》文中研究说明超声冲击处理具有操作方便、噪声小、效率高、成本低、节能等优点,是当前国际上最新的焊接结构疲劳延寿技术之一,该技术能够克服焊接接头应力集中、焊趾缺口应力集中和高值焊接残余应力导致的接头疲劳强度降低的问题,已经被应用于海洋平台、船舶、桥梁、工程机械等结构中,并成功地向铝合金结构矫形、表面工程、辅助3D打印等方向发展。然而目前关于超声冲击疲劳延寿行为的研究大多数是针对小尺寸焊接接头,没有充分考虑焊接残余应力的影响。关于超声冲击振幅对于焊接接头疲劳性能影响的研究也非常少,不同超声冲击振幅所导致的残余应力变化规律及其对疲劳性能影响的理论机理也鲜有报道。为此,本文研究了焊接残余应力对超声冲击处理焊接接头疲劳行为和超声冲击应力场演变规律的影响,以及超声冲击振幅对焊接接头疲劳寿命的影响。采用消应力法和变应力比的方法研究焊接残余应力对超声冲击处理焊接接头疲劳行为的影响。结果表明:对于对接接头和非承载十字接头,超声冲击可以提高焊接接头的疲劳性能,消应力后再进行冲击处理,可以明显降低疲劳加载过程中的残余压缩应力释放量,进而大幅提高疲劳寿命,并将疲劳断裂位置由焊趾转移到母材、焊缝、焊根等其它区域。高应力比下超声冲击的延寿作用有限,加载过程残余应力释放量大,建议高应力比下消应力后再进行超声冲击处理。采用有限元方法研究超声冲击应力场的演变规律,对对接接头和非承载十字接头的焊接、超声冲击处理以及加载和卸载过程进行了模拟。结果表明:含焊接残余应力试件经过σ=267 MPa加载后的残余压缩应力释放量明显大于不含残余应力试件;平板对接接头压应力释放量大于十字接头;残余压应力释放量主要取决焊接残余应力在厚度方向的平均值和在表面向下1.5-4 mm范围内的应力值。采用试验和有限元结合的方法研究超声冲击振幅对焊接接头的疲劳性能的影响。对超声冲击振幅分别为18μm和25μm的平板对接接头和十字接头试件进行疲劳试验,并进行疲劳断口分析、微观组织观察、硬度测试等。试验结果表明,在相同超声冲击条件下,振幅增大可以有效提高焊接接头的疲劳强度。对于对接接头来说,随着应力范围的降低,振幅增大所带来的疲劳延寿效果更好。
张建劭[4]（2019）在《减震装置对高层钢结构焊接节点抗风疲劳性能的影响研究》文中认为焊接连接是钢结构主要的连接方式,在高层建筑中的应用十分广泛。高层钢结构梁柱焊接节点由于局部的应力集中效应和焊接缺陷,在风的作用下存在疲劳破坏的可能,对结构的正常工作和安全性能产生严重的威胁。因此,对结构的薄弱节点进行疲劳寿命预测,并通过减振控制手段延长焊接节点的疲劳寿命具有重要意义。本文采用理论计算、数值模拟、试验研究相结合的方法,主要针对疲劳裂纹萌生寿命,以名义应力和热点应力作为损伤参量,对高层钢结构减振控制前后梁柱焊接节点的疲劳性能开展研究,取得如下的主要成果:1、以黏滞流体阻尼器作为减振控制手段,通过ANSYS对梁柱焊接节点及其减振控制的节点进行有限元数值模拟。结合节点焊缝区局部应力沿翼缘宽度方向的分布图,得到梁翼缘外侧焊趾的应力近似呈现倒V字型分布的特征,内侧焊趾及焊根则近似呈W型分布特征,由此判断节点最易萌生疲劳裂纹的位置。通过ANSYS瞬态响应分析,验证了通过减振控制手段提高焊接节点疲劳性能这一思路的合理有效性,以及阻尼器输出力的速度相关性。以梁翼缘侧边点为代表,基于热点应力法对两种节点的高周疲劳寿命进行预测,结果表明随着荷载的增大,疲劳寿命以非线性的规律逐渐降低,阻尼器对节点疲劳寿命的延长效果显着,不同荷载幅值作用下,寿命延长倍数在2.5至15.3的区间内。2、对十字形对接接头Q345钢钢标准试件进行轴向高周疲劳试验,获得了试件的高周疲劳破坏特征,测定了满足97.7%保证率的特征参数C=3.98×1011,该结果较IIW推荐的参数偏保守。利用名义应力法、热点应力法对试件高周疲劳寿命进行评估,与试验结果对比表明,预测结果较实测寿命短,说明按照寿命预测结果进行构件的设计偏于保守和安全。对6个足尺梁柱焊接节点试件进行疲劳试验,获得了梁柱焊接节点焊缝疲劳破坏的特征,翼缘疲劳裂纹源主要有两处,一是位于梁翼缘焊缝侧边,二是位于梁翼缘焊缝中部焊接孔的附近,该现象与有限元模拟结果具有一致性,符合疲劳裂纹萌生的机理。黏滞流体阻尼器的减振控制使节点极限承载力明显提高,裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命得到延长,在相同位移幅值加载下,有阻尼器节点试件的作动力极值增大了10%15%;节点焊缝区应力水平明显下降,随着试验加载速率的提高,效果越显着,与有限元模拟结果一致,符合黏滞流体阻尼器的耗能机理,体现了其速度相关性。3、建立高层钢结构整体尺度的模型以及考虑梁柱焊接节点的多尺度模型,分别开展风致疲劳分析,结果表明,在良态风作用下,梁柱焊接节点最短的疲劳裂纹萌生寿命为93年,达不到工程设计的建筑使用年限100年要求,考虑FAT36的名义应力预测方法使工程设计更偏保守。在超强台风作用下,梁柱焊接节点最短的疲劳裂纹萌生寿命仅为6天,有发生低周疲劳裂纹萌生的趋势,需在设计中引起重视。4、开展三类减振控制方式（黏滞流体阻尼器、调频质量阻尼器、金属剪切型阻尼器）下高层钢结构的风致疲劳研究,结果表明,黏滞流体阻尼器不同连接方式对焊接节点疲劳性能的影响有所不同;良态风作用下,阻尼指数是影响黏滞流体阻尼器延寿效果的主要因素,延寿效果随着阻尼指数的增大有降低的趋势,如需使斜杆支撑型连接下阻尼器相连节点的疲劳寿命提高,应将阻尼指数设计取大于0.45。在固定质量比为5%的情况下,TMD的频率比是影响延寿效果的主要因素,随着频率比的增大,TMD延寿比呈现先增大后减小的趋势,频率比达到0.9时,各节点的疲劳寿命达到最大值。采用金属剪切型阻尼器进行减振控制,各节点的延寿比达到13以上,但过大的附加刚度对结构整体抗震性能并不利,在工程设计中需引起重视。本文的研究工作和成果,可为高层钢结构焊接节点的疲劳寿命预测、结构抗疲劳设计提供参考和建议。
沈圣[5]（2019）在《基于应变能密度的高层钢结构焊接节点疲劳性能及寿命预测研究》文中提出焊接是现代钢结构主要的连接方式之一,在高层结构的节点中应用十分广泛。高层钢结构的焊接节点由于局部的应力集中效应和焊接缺陷,在交变荷载作用下,可能会在工作应力低于甚至远低于静力强度的工况下发生疲劳损伤乃至破坏,对结构的正常工作和安全性能产生严重的威胁。目前缺乏可靠的焊接节点累计疲劳效应计算和寿命评估方法,使得高层钢结构节点抵抗风力和强震作用产生的累计疲劳损伤的能力不足。因此必须重视高层钢结构焊接节点的疲劳性能研究。本文围绕高层钢结构焊接节点疲劳寿命研究这一主题,通过理论计算、数值模拟和试验研究等手段,以应变能密度指标作为评估焊缝疲劳裂纹萌生和扩展的参量,开展了高层钢结构焊接节点在高周低应力状态下的疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展分析和疲劳寿命预测等系列研究工作,取得了以下主要工作成果:1、基于局部平均应变能密度,开展了焊接节点裂纹萌生分析和寿命评估。基于切口应力强度因子概念,引入局部应变能密度作为疲劳参量,建立焊趾或焊根处半径R0=0.28mm区域内的平均应变能密度与高周疲劳寿命的关系（W-N曲线）。以十字焊接接头、梁柱焊接节点为例,利用平均应变能密度法进行寿命评估,并与基于应力的分析方法进行对比。结果表明,焊根未熔透深度越大,焊接接头疲劳寿命越短,梁柱节点在焊趾和焊根处沿翼缘宽度应力分布呈现W形和V形,危险位置均在翼缘宽度边缘,焊根疲劳寿命较焊趾更短;平均应变能密度法对焊趾和焊根均适用,能够综合考虑应力集中点周围区域的疲劳状态,同时网格敏感度较低,选用统一的W-N曲线,在裂纹萌生评估中具有良好的应用前景。2、基于应变能密度因子,开展了焊接节点裂纹扩展分析和寿命评估。利用平均应变能密度法、交互积分法、位移外推法实现对应力强度因子的有效计算,提出基于单元应变能密度的应变能密度因子求解方法,简化了计算过程并且适用于三维问题求解。建立基于极小应变能密度因子的裂纹扩展模型((9(6/(9-84)9))公式),采用分扩展步求和的方法对CT标准试件、考虑焊根初始裂纹的梁柱焊接节点进行疲劳裂纹扩展评估,并与Paris模型对比。结果表明,裂纹初始长度对疲劳寿命影响很大,需要严格控制;梁柱节点在上、下翼缘裂纹处的断裂参数的分布分别呈现V形和W形分布,危险位置均在翼缘宽度边缘。应变能密度因子扩展模型,能够反映裂纹扩展的方向和速率,综合考虑裂纹尖端各应力强度因子分量的作用,在裂纹扩展评估中具有良好的应用前景。3、开展了钢焊接试件的疲劳裂纹萌生试验、疲劳裂纹扩展试验,测定了焊缝的高周疲劳参数,并验证了寿命评估方法的有效性。通过对平板对接焊缝试件、十字K形焊缝试件进行轴向拉压循环高周疲劳裂纹萌生试验,测定了W-N曲线满足97.7%保证率的特征参数。通过对预制缺口处分别为Q235B母材、焊缝的两种CT标准试件进行轴向拉伸疲劳裂纹扩展试验,测定了基于应变能密度因子模型、Paris模型的裂纹扩展速率参数。结果表明,平板接头裂纹萌生寿命离散性较十字接头更大,高寿命区评估结果与试验寿命偏差较大;母材、焊缝的裂纹扩展特征存在差异,焊缝区呈现平均扩展速率较低、但波动性较大的特点;应变能密度法对疲劳试件寿命的评估具有较高的准确性。4、建立考虑局部梁柱焊接节点的高层钢结构多尺度有限元模型,利用平均应变能密度法、应变能密度因子法对节点焊缝进行疲劳寿命评估,形成一套基于应变能密度的高层钢结构焊接节点高周疲劳评估方法。以某高层钢框架结构为例,分析结果表明,梁柱焊接节点在重力荷载和风荷载作用下是典型的高周疲劳问题,梁柱焊接节点在上翼缘焊根处的疲劳损伤最为严重,寿命远低于焊趾处;假定焊根部位存在初始a0=0.5mm的三维贯穿裂纹,则裂纹可能在结构正常工作年限内扩展至翼缘厚度一半,乃至于使节点发生破坏,因此在设计和施工时需要严格把控重要焊接节点的焊缝疲劳验算和焊接质量,并通过探伤等手段进行监测,保证焊接节点和结构的安全。本文的研究工作和成果,可为高层钢结构焊接节点的疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展寿命评估和结构抗疲劳设计提供参考和建议。
郝李鹏[6]（2017）在《高强度钢材焊缝连接接头静力和疲劳性能试验研究》文中研究指明我国现行《钢结构设计规范》（GB50017-2003）对抗拉强度超过420MPa高强度结构钢材的焊接连接设计方法、焊条选用原则、强度指标和构造未做出规定,因此,本文对高强度钢材焊缝连接力学性能进行了试验研究和数值模拟。重点研究了不同匹配下焊缝连接的强度、延性和冲击韧性等力学性能,同时对不同焊缝型式连接的疲劳性能与中国钢规和美国钢规进行对比。针对国产Q460D同种钢以及Q460D与Q345异种钢对焊连接,在低强和等强两种匹配下,本文设计了四组共12个试件,重点研究了焊后试件的力学性能,分析了焊接接头热影响区、焊缝和母材各区域的力学性能变化。同时,采用对更高强度级别的国产Q690D高强钢在不同匹配下的力学性能进行研究,为国产高强度结构钢材焊接接头的性能评价、焊材选用标准提供科学依据。本文对Q460D及Q690D高强钢对焊接头的低温冲击韧性进行研究。制备焊缝区及热影响区的标准冲击试件,进行不同温度下的冲击试验。分析在低强和等强两种匹配下,焊缝区和热影响区的冲击功随温度的变化规律,同时,利用Boltzmann函数对冲击功随温度变化关系进行回归分析,得到焊缝区和热影响区的韧脆转变温度。针对钢结构中广泛应用的对接焊缝和十字角焊缝,本文设计Q460D母材、对接焊缝以及十字角焊缝接头试件进行拉-拉疲劳试验,研究对应的循环次数N与最大应力Smax曲线,与我国《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和美国ANSI/AISC360-10《Specification for Structural Steel Buildings》进行对比,对高强钢的疲劳设计参数C、β提出建议。本文对焊接接头热影响区、焊缝区和母材区分别采用试验结果得到的简化折线本构关系,建立高强钢拉伸接头非线性有限元模型,与Q460D和Q690D共8组静力拉伸试验结果进行比较,验证本构的合理性。
彭兆春[7]（2017）在《基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究》文中指出随着航空航天、轨道交通、船舶海洋、机械制造等工业技术水平的提高,现代机械装备正逐步向大型化、高速化和高性能方向发展。许多机械装备关键零构件或结构的服役环境复杂,运行条件恶劣,导致各类破坏事故频繁发生。腐蚀、磨损和疲劳是机械结构破坏的主要表现形式,其中以疲劳破坏尤为突出。针对长期承受交变循环载荷作用的机械结构,疲劳断裂是其最主要的失效模式,占机械结构失效总数的50%90%。疲劳破坏具有很强的隐蔽性和突发性,破坏前无明显的征兆,对机械装备的安全运行构成了严重威胁,一旦发生破坏易于造成重大事故和生命财产损失。机械装备零构件或结构的疲劳寿命及其可靠性是制约装备整机寿命和系统可靠性水平的关键因素。因此,精确地预测和评估机械结构的寿命和可靠性,是确保其在服役期内安全、可靠运行的重要保障,对合理制定维修决策和健康管理计划,最大限度地发挥装备的使用价值,提高经济效益和抗疲劳设计等方面均具有重要的理论价值和现实意义。由于疲劳失效过程的复杂性和随机性,传统的寿命预测理论和可靠性分析方法还不够完善,仍存在诸多尚未解决的难题和不足。针对此,本文以有限寿命设计方法和疲劳损伤累积理论为基础,深入开展疲劳损伤失效机理、寿命预测技术以及可靠性分析方法的研究,采用机械装备关键零构件的金属材料试件和焊接结构件的疲劳试验数据进行模型和方法验证,使现有疲劳分析理论日臻完善,拓展其应用范围。论文主要研究内容和成果如下:（1）提出了考虑载荷相互作用效应的疲劳损伤等效法则与剩余寿命预测方法。针对变幅加载载荷历程效应的复杂性以及Miner法则的内在缺陷,从损伤累积的角度出发,系统地研究了载荷加载顺序及载荷交互效应的作用机制。根据疲劳失效的“二元判据”,引入了疲劳损伤状态的概念定性地表征材料的受损程度。针对传统损伤等效方法的缺陷,提出了考虑载荷相互作用效应的疲劳损伤等效法则。在此基础上,结合韧性耗散模型,建立了改进型剩余寿命预测模型,该模型能综合考虑载荷顺序及载荷间交互作用对损伤发展和疲劳寿命的影响。（2）提出了基于疲劳驱动能损伤参数的非线性损伤累积模型与剩余寿命预测方法。针对传统损伤变量在描述上难以揭示失效过程能量耗散的本质,以疲劳驱动力模型为基础,运用能量准则,提出了一种描述疲劳失效全过程的驱动能损伤参数。从失效的能耗过程出发,建立了以驱动能耗散为状态参量的疲劳损伤定量方法和非线性损伤累积模型。在此基础上,运用损伤等效原理,推导出剩余寿命预测模型表达式以及考虑载荷相互作用效应的改进模型,并通过试验设计研究了两种模型的典型非线性特征。（3）提出了基于动态剩余S-N曲线与材料记忆性能退化的修正线性损伤累积准则。针对非线性损伤理论计算量大的缺陷以及Miner法则在工程应用上的优势,从剩余寿命和S-N曲线的角度出发,研究了动态剩余S-N曲线和材料记忆性能的退化规律,通过引入材料记忆退化参数定量地表征动态剩余S-N曲线的斜率比,提出了一种修正的线性损伤累积准则。该准则保留了传统Miner法则形式上的简易性,便于疲劳损伤定量分析和寿命估算。通过对比三种线性损伤模型并结合试验设计,详细阐述了四种模型存在的共有属性以及线性损伤增长行为。（4）提出了基于双线性损伤累积理论的概率模型以及时变疲劳可靠性分析方法。疲劳失效是一个损伤不断累积的动态过程,传统的基于静态的可靠性分析方法无法体现载荷历程的时变特征,而基于动态的可靠性分析方法难以揭示失效过程裂纹萌生和裂纹扩展的两阶段特性。针对此,以双线性损伤累积理论为依据,分别在正态分布和对数正态分布假设下,构建了概率损伤累积模型。在此基础上,运用应力-强度干涉理论,建立了基于“累积损伤-临界损伤”时变可靠度模型,实现了疲劳全寿命周期内的可靠度预测。
王江涛,张永康,周金宇,卢雅琳,陈菊芳,葛茂忠,孙凌燕,叶霞,张朝阳[8]（2017）在《两种焊后处理工艺对铝合金焊接头力学性能的影响》文中进行了进一步梳理研究激光冲击处理（LSP）和固溶-时效两种焊后处理工艺对7075铝合金等离子弧焊接头微观组织和力学性能的影响规律。通过固溶-时效处理工艺优化设计,确定焊接头的最佳热处理工艺为固溶（575℃,2 h）、时效（140℃,2 h）,并与激光冲击处理工艺进行了对比。结果表明:焊接头经2次激光冲击后,表层焊缝区的显微硬度提高23.3%,残余应力由拉应力9 MPa变为压应力23 MPa;在热影响区,显微硬度提高44.4%,残余应力提高42.8%,抗拉强度达到607.89 MPa,与未处理样品相比提高61.96%;固溶-时效在硬度的影响层深度、断面收缩率方面优于激光冲击,而激光冲击导致裂纹源萌生于次表层,提高了焊接头的抗拉性能。
王江涛[9]（2015）在《铝合金及其焊接件激光冲击强化抗环境损伤工艺与机理研究》文中研究表明7075铝合金具有比强度高,易于加工等优点而广泛应用于航空航天、轨道交通、航海工程等行业的结构件中,焊接是其被制成结构件主要的连接方式之一。在实际工作中,所有结构件都是要与周围环境相互作用的,如飞机与潮湿的大气环境、轮船与海水环境、发动机叶片与高温环境等等。这些环境介质与7075铝合金及其焊接头的相互作用会造成破坏和损伤,影响结构的使用性能和寿命,导致整个产品失效。大多数的损伤和破坏都是从表面发生的,因此表面处理与改性是提高7075铝合金抗环境损伤的重要手段。激光冲击作为一种新型的表面改性技术具有热影响小、效率高、可控性强,绿色无污染等优点。但国内外激光冲击铝合金强化技术的研究主要集中在力学性能的研究,而且是常温下性能测试研究的比较多。对于7075铝合金及其焊接头激光冲击后抗腐蚀性能和耐高温性能提高的机理目前还没有统一的认识,因此研究激光冲击强化技术对7075铝合金抗腐蚀（尤其是卤环境）耐高温等性能提高的工艺和机理具有重要的价值和实践意义。本文根据7075铝合金的静态屈服强度,通过计算分析,结合GAIAR型Nd:YAG纳秒高功率激光器参数范围,通过对比测试冲击后的表面完整性,对激光冲击参数进行优化。根据优化参数（光斑直径3mm、能量为9J、搭接率60%、脉宽10ns）对7075铝合金进行冲击强化处理,借助现代测试分析手段对冲击后的物相、微观组织等进行分析,研究激光冲击细化晶粒、诱发高密度位错的机理。测试激光冲击前后7075铝合金的抗环境损伤能力的变化,主要包括电化学腐蚀测试、应力腐蚀测试、蠕变测试和高温疲劳测试。采用等离子弧对7075铝合金进行焊接,制作了专用焊接夹具减小其焊接变形,获得具有工程实用级别的焊接头。利用优化的冲击参数（光斑直径3mm、能量为6J、搭接率60%、脉宽12ns）对其激光冲击处理,使焊接头表面获得0.3mm层深（1次冲击）的残余压应力层,焊缝区中心线处由50MPa残余拉应力转化为-25MPa的残余压应力。对于本身为压应力的热影响区,1次冲击后残余压应力增大1倍。接着对冲击前后7075铝合金焊接头的微观组织进行分析,研究其残余应力转换的微观机理,测试激光冲击后7075铝合金焊接头的抗环境损伤能力的变化,主要包括电化学腐蚀测试、应力腐蚀测试、蠕变测试。通过对7075铝合金及其焊接头的上述实验研究和机理分析,获得了以下创新成果：（1）确定了激光冲击7075铝合金诱导孪晶结构的工艺参数范围。建立了激光冲击后晶粒尺寸、晶格显微畸变和位错密度的数学计算模型,该模型精确地描述了激光冲击次数对7075铝合金微观组织结构的影响规律,为激光冲击强化工艺参数的优化选择提供理论支持。（2）在激光冲击强化提高7075铝合金及其焊接头抗电化学腐蚀能力方面获得了丰富的实验数据和工艺参数,发现了激光冲击在提高7075铝合金抗电化学腐蚀方面的优越性：不仅能使试样自腐蚀电位和点蚀电位正移,而且能使试样极化曲线上出现电位范围至712.9 mV的阳极钝化区间,钝化电阻比冲击前提高了近30倍,从而大大提高7075铝合金的抗腐蚀性。（3）摸索出了一套正确可行的激光冲击实验参数与方法,利用其可以有效抑制应力腐蚀裂纹萌生,阻止裂纹扩展,提高7075铝合金及其焊接头的抗应力腐蚀能力,使其伸长率、到达断裂的时间、静强度与冲击前相比提高11.13%、20%、100%,把7075铝合金焊接头的腐蚀敏感指数由13.6%降为8.25%。（4）研究了激光冲击提高7075铝合金耐高温性能的机理和工艺参数,研究表明：激光冲击强化可使7075铝合金蠕变断裂寿命提高2倍左右,在一定范围内有效抑制了7075铝合金对温度的敏感性；测试了不同冲击工艺参数下7075铝合金稳态结束时的时间、应变和应变率,为铝合金结构件工程应用检修和蠕变时效成形提供了重要的理论参考。（5）利用激光冲击的方法延长了7075铝合金高温疲劳寿命,使其寿命增长率最高达76.41%,建立了高温残余应力释放模型,有效解释了激光冲击提高7075铝合金耐高温性能的原因,为激光冲击改善铝合金高温疲劳实践应用提供了理论支持。
黄丽婷[10]（2014）在《超声冲击工艺对钛合金焊接头性能的影响研究》文中指出CP3钛合金作为一种典型α钛合金，具有强度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空发动机、飞机隔热板等部件的制造。目前，航空钛合金零件中焊接结构的使用较为广泛，针对焊接头性能改善的研究也越来越受到重视。超声冲击是一种提高焊接结构性能的有效方法，该方法利用超声波振动驱动冲击头高速撞击金属表面，使金属产生塑性变形，从而起到强化焊缝的作用。本文基于超声冲击的作用机理，对超声冲击处理后焊缝处粗糙度、残余应力分布、疲劳性能、耐腐蚀性能以及微观组织等方面的改变进行了分析研究。采用有限元分析软件ABAQUS，对CP3钛合金的激光焊接过程及超声冲击过程进行数值模拟分析，获得了超声冲击处理后焊缝处的三向残余应力分布规律。通过比较沿焊缝方向上的节点超声冲击前后的应力情况发现：超声冲击处理能够有效降低焊缝的残余应力水平，将焊后的高值残余拉应力完全消除，并在焊缝处形成有益的残余压应力场。基于模拟仿真结果进行相应工艺试验研究。针对现有超声冲击装置进行改进，设计了相应的气动滑台装置，调节装置以不同大小预压力对焊缝进行全覆盖冲击，对冲击后的焊缝进行性能测试，得到如下规律：超声冲击处理之后的焊缝表面粗糙度降低，且随着预压力的增大粗糙度数值先下降后趋于稳定；焊后未经超声冲击处理的焊缝处分布着高值残余拉应力，经超声冲击处理之后，焊缝处的残余应力大幅度下降甚至转变为残余压应力，且随着预压力的增加产生的残余压应力幅值增大，但当预压力达到60N后，残余应力幅值将趋于稳定；超声冲击处理之后的焊缝显微硬度随着预压力的增大而增大。
二、FATIGUESTRENGTHDETERMINATIONOFBUTTWELDEDJOINTS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、FATIGUESTRENGTHDETERMINATIONOFBUTTWELDEDJOINTS（论文提纲范文）
（1）轨道客车用铝合金的磁控MIG高速焊工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 铝合金常规焊接研究现状及问题 |
| 1.2.2 铝合金高速焊研究现状及问题 |
| 1.2.3 外加磁场在焊接过程中的应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 铝合金外加磁控MIG高速焊平台 |
| 2.1.1 焊接系统 |
| 2.1.2 机器人控制系统 |
| 2.1.3 外加复合磁场发生装置 |
| 2.1.4 电弧图像采集及热循环曲线采集 |
| 2.2 试验材料及参数 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 焊接工艺及参数 |
| 2.3 焊接接头分析测试方法 |
| 2.3.1 微观组织分析 |
| 2.3.2 接头力学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 外加磁场对铝合金MIG高速焊焊缝成形的影响 |
| 3.1 磁场参数对堆焊焊缝成形的影响规律 |
| 3.2 外加复合磁场对电弧行为的作用机制 |
| 3.2.1 励磁电流对电弧形态的影响 |
| 3.2.2 励磁频率对电弧形态的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 外加磁场对铝合金MIG高速对焊接头组织和性能的影响 |
| 4.1 外加复合磁场对对焊焊缝成形的影响规律 |
| 4.2 外加复合磁场对对焊接头组织的影响 |
| 4.2.1 微观组织 |
| 4.2.2 EBSD |
| 4.3 外加复合磁场对对焊接头性能的影响 |
| 4.3.1 显微硬度 |
| 4.3.2 焊接热循环曲线 |
| 4.3.3 拉伸强度和断口形貌 |
| 4.3.4 冲击性能和断口形貌 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）Mg-Zn-Se-Er高强镁合金及其搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 镁合金的焊接方法 |
| 1.3 搅拌摩擦焊原理 |
| 1.4 镁合金搅拌摩擦焊研究现状 |
| 1.4.1 同种合金FSW焊的研究 |
| 1.4.2 异种合金FSW焊的研究 |
| 1.5 镁合金焊接接头疲劳性能研究现状 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 1.6.1 疲劳性能对比分析 |
| 1.6.2 疲劳断口对比分析 |
| 1.6.3 超声冲击对Mg-Zn-Se-Er高强镁合金接头疲劳性能的影响机理分析 |
| 1.6.4 本课题研究路线 |
| 第二章 试验系统与方案 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 焊接试验 |
| 2.3 超声冲击试验 |
| 2.3.1 试验设备 |
| 2.3.2 超声冲击设备工作原理 |
| 2.4 超声疲劳试验 |
| 2.4.1 试验设备 |
| 2.4.2 超声疲劳设备工作原理 |
| 2.5 超声疲劳试样的设计 |
| 2.5.1 变截面圆柱状试样设计 |
| 2.5.2 板状试样设计 |
| 2.5.3 等截面薄板状母材试样的设计 |
| 2.5.4 等截面薄板状焊接接头试样的设计 |
| 2.6 金相试验 |
| 2.6.1 母材金相试验 |
| 2.6.2 焊接接头金相试验 |
| 2.7 显微硬度试验 |
| 2.8 扫描电镜试验 |
| 2.9 透射电镜试验 |
| 2.10 本章小结 |
| 第三章 超声疲劳试验结果及分析 |
| 3.1 疲劳试验数据分析方法 |
| 3.2 疲劳试验结果及分析 |
| 3.2.1 等截面薄板状母材试样疲劳试验结果及分析 |
| 3.2.2 等截面薄板状焊接接头试样疲劳试验结果及分析 |
| 3.3 疲劳S-N曲线分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 镁合金母材及焊接接头疲劳断口分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Mg-Zn-Se-Er高强镁合金母材试样疲劳断口形貌分析 |
| 4.2.1 母材疲劳断口宏观形貌分析 |
| 4.2.2 母材疲劳断口微观形貌分析 |
| 4.3 Mg-Zn-Se-Er高强镁合金焊接接头试样疲劳断口形貌分析 |
| 4.3.1 原始焊态800r/min、100mm/min |
| 4.3.2 原始焊态1000r/min、100mm/min |
| 4.3.3 原始焊态1200r/min、100mm/min |
| 4.3.4 原始焊态1000r/min、80mm/min |
| 4.3.5 超声冲击态1000r/min、100mm/min |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超声冲击对Mg-Zn-Se-Er高强镁合金接头疲劳性能的影响机理分析 |
| 5.1 塑变层显微组织观察 |
| 5.2 塑变层显微硬度测定 |
| 5.3 塑变层残余应力测定 |
| 5.4 塑变层晶粒组织透射电镜分析 |
| 5.5 超声冲击对Mg-Zn-Se-Er高强镁合金接头表层晶粒细化机理探究 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要工作回顾 |
| 6.2 本课题今后需进一步研究的方向 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 个人简历 |
| 已发表学术论文 |
| 获奖情况 |
| 致谢 |
（3）焊接残余应力与冲击强度对UIT处理接头疲劳延寿行为影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 超声冲击方法 |
| 1.2.1 焊后延寿技术 |
| 1.2.2 超声冲击技术 |
| 1.2.3 超声冲击技术的发展 |
| 1.3 焊接残余应力对超声冲击的影响 |
| 1.4 超声冲击的有限元模拟 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 第2章 试验方法及模拟方法 |
| 2.1 试验方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试件焊接与加工 |
| 2.1.3 消除焊接残余应力方法 |
| 2.1.4 超声冲击处理 |
| 2.1.5 疲劳试验 |
| 2.1.6 残余应力测试 |
| 2.1.7 焊趾区几何形状、微观组织分析及显微硬度测试 |
| 2.2 模拟方法 |
| 2.2.1 几何模型的建立 |
| 2.2.2 模型装配和网格划分 |
| 2.2.3 材料性能参数 |
| 2.2.4 边界条件和模拟过程 |
| 第3章 焊接残余应力对超声冲击疲劳性能的影响 |
| 3.1 变应力比法试验结果 |
| 3.1.1 疲劳试验结果及S-N曲线 |
| 3.1.2 残余应力测试结果 |
| 3.1.3 模拟结果 |
| 3.2 消应力法试验结果 |
| 3.2.1 疲劳试验结果及S-N曲线 |
| 3.2.2 残余应力测试结果 |
| 3.2.3 疲劳断口 |
| 3.2.4 消应力法模拟结果 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超声冲击强度对焊接接头疲劳性能的影响 |
| 4.1 疲劳试验结果及S-N曲线 |
| 4.2 焊趾区几何形状、显微组织分析 |
| 4.3 疲劳断口 |
| 4.4 显微硬度测试结果 |
| 4.5 变超声冲击振幅模拟结果 |
| 4.5.1 应力分布云图 |
| 4.5.2 沿焊趾长度方向横向应力分布 |
| 4.5.3 沿厚度方向横向应力分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）减震装置对高层钢结构焊接节点抗风疲劳性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 疲劳问题研究进展 |
| 1.2.2 焊接钢结构疲劳研究进展 |
| 1.2.3 减振控制对焊接钢结构疲劳性能的影响研究 |
| 1.2.4 疲劳寿命评估方法 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 高层钢结构梁柱焊接节点有限元分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高层钢结构焊接局部节点 |
| 2.3 黏滞流体阻尼器的构成及原理 |
| 2.4 有限元模型的建立 |
| 2.4.1 局部节点模型 |
| 2.4.2 基于黏滞流体阻尼器的减振控制节点模型 |
| 2.5 梁柱焊接节点有限元分析 |
| 2.5.1 加载方案的确定 |
| 2.5.2 梁柱焊接节点焊缝局部应力分布 |
| 2.5.3 阻尼器对节点响应的影响分析 |
| 2.5.4 阻尼器速度相关性模拟验证 |
| 2.6 节点高周疲劳寿命预测 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 高层钢结构梁柱焊接节点疲劳试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Q345钢标准试件轴向高周疲劳性能试验 |
| 3.2.1 试验简述 |
| 3.2.2 试验结果分析 |
| 3.3 高层钢结构梁柱焊接局部节点疲劳试验 |
| 3.3.1 试件概述 |
| 3.3.2 试验方案 |
| 3.3.3 试验结果分析 |
| 3.3.4 本章小结 |
| 第四章 高层钢结构梁柱焊接节点风致疲劳分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高层钢结构工程模型 |
| 4.2.1 结构模型的建立 |
| 4.2.2 结构模态分析 |
| 4.3 风荷载的模拟 |
| 4.3.1 近地风特性 |
| 4.3.2 脉动风速的模拟 |
| 4.3.3 顺风向风荷载 |
| 4.3.4 横风向效应 |
| 4.4 高层钢结构风振响应分析 |
| 4.4.1 梁柱焊接节点的选取 |
| 4.4.2 梁柱焊接节点风振响应 |
| 4.5 高层钢结构梁柱焊接节点疲劳分析 |
| 4.6 高层钢结构多尺度有限元模型分析 |
| 4.6.1 考虑焊接节点的多尺度有限元模型 |
| 4.6.2 良态风作用下梁柱焊接节点疲劳寿命评估 |
| 4.6.3 台风作用下梁柱焊接节点有限元分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 减振控制下高层钢结构梁柱焊接节点风致疲劳研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高层钢结构的减振控制 |
| 5.2.1 阻尼器的构成及原理 |
| 5.2.2 阻尼器布置方案 |
| 5.2.3 减振控制在ANSYS中的实现 |
| 5.3 基于疲劳寿命评估的阻尼器参数影响研究 |
| 5.3.1 黏滞流体阻尼器工况 |
| 5.3.2 调频质量阻尼器工况 |
| 5.3.3 剪切型金属阻尼器工况 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 参考文献 |
（5）基于应变能密度的高层钢结构焊接节点疲劳性能及寿命预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 疲劳问题研究进展 |
| 1.2.2 焊接钢结构疲劳研究现状 |
| 1.3 疲劳基本分析理论和方法 |
| 1.3.1 疲劳裂纹萌生寿命评估方法 |
| 1.3.2 疲劳裂纹扩展寿命评估方法 |
| 1.4 研究现存问题和不足 |
| 1.5 本文主要研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究技术路线 |
| 第二章 基于应变能密度的疲劳裂纹萌生研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平均应变能密度疲劳理论及计算 |
| 2.2.1 切口应力强度因子与应变能密度理论 |
| 2.2.2 应变能密度的有限元计算 |
| 2.3 平均应变能密度与疲劳裂纹萌生寿命 |
| 2.3.1 平均应变能密度-疲劳寿命曲线 |
| 2.3.2 裂纹萌生寿命评估方法 |
| 2.3.3 焊接接头疲劳寿命评估 |
| 2.4 梁柱焊接节点疲劳裂纹萌生分析 |
| 2.4.1 梁柱焊接节点有限元模型 |
| 2.4.2 梁柱节点焊缝区局部应力分布 |
| 2.4.3 梁柱节点恒幅疲劳寿命评估 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于应变能密度的疲劳裂纹扩展研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 应变能密度因子理论及计算 |
| 3.2.1 应变能密度因子理论 |
| 3.2.2 应力强度因子的有限元求解 |
| 3.2.3 应变能密度因子的有限元求解 |
| 3.2.4 复合型裂纹断裂参数计算 |
| 3.2.5 三维贯穿裂纹断裂参数计算 |
| 3.3 应变能密度因子与疲劳裂纹扩展寿命 |
| 3.3.1 疲劳裂纹扩展模型及参数 |
| 3.3.2 疲劳裂纹扩展寿命预测 |
| 3.3.3 CT试件疲劳裂纹扩展寿命预测 |
| 3.4 梁柱焊接节点疲劳裂纹扩展分析 |
| 3.4.1 焊接节点初始裂纹假定 |
| 3.4.2 焊接节点断裂参数计算 |
| 3.4.3 焊接节点恒幅疲劳裂纹扩展寿命评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 钢焊接试件高周疲劳试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钢焊接试件疲劳裂纹萌生试验 |
| 4.2.1 试件制备 |
| 4.2.2 试验设备及加载方案 |
| 4.2.3 试验结果及分析 |
| 4.3 钢焊接CT试件疲劳裂纹扩展试验 |
| 4.3.1 CT标准试件及夹具 |
| 4.3.2 扩展试验设备及加载方案 |
| 4.3.3 扩展试验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于应变能密度的高层钢结构焊接节点疲劳寿命评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于应变能密度的疲劳性能分析及寿命评估方法 |
| 5.2.1 方法适用范围 |
| 5.2.2 应变能密度法的分析流程 |
| 5.3 高层钢结构焊接节点疲劳分析实例 |
| 5.3.1 高层钢框架结构有限元模型 |
| 5.3.2 风致响应计算及名义应力法评估 |
| 5.3.3 考虑梁柱焊接节点的多尺度模型 |
| 5.3.4 焊接节点高周疲劳性能及寿命评估 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 参考文献 |
（6）高强度钢材焊缝连接接头静力和疲劳性能试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 静力拉伸方面 |
| 1.2.2 冲击韧性方面 |
| 1.2.3 疲劳性能方面 |
| 1.3 国内外规范对比 |
| 1.3.1 拉伸强度设计 |
| 1.3.2 疲劳设计 |
| 1.4 研究内容及方法 |
| 2 Q460D对焊接头拉伸强度和冲击韧性研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 拉伸试验 |
| 2.2.1 试验设计 |
| 2.2.2 试件制作 |
| 2.2.3 试验装置及加载 |
| 2.2.4 测点布置 |
| 2.2.5 材性试验 |
| 2.3 拉伸试验结果及分析 |
| 2.3.1 硬度结果分析 |
| 2.3.2 承载力分析 |
| 2.3.3 破坏形态分析 |
| 2.3.4 应力应变分析 |
| 2.4 冲击试验 |
| 2.4.1 试件设计及制作 |
| 2.4.2 试验方法 |
| 2.5 冲击试验结果及分析 |
| 2.5.1 各区域对比分析 |
| 2.5.2 断口分析 |
| 2.5.3 韧脆转变温度 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 Q690D对焊接头拉伸强度和冲击韧性研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 拉伸试验 |
| 3.2.1 试验设计 |
| 3.2.2 试件制作 |
| 3.2.3 试验装置及加载 |
| 3.2.4 材性试验 |
| 3.3 拉伸试验结果及分析 |
| 3.3.1 硬度结果分析 |
| 3.3.2 承载力分析 |
| 3.3.3 破坏形态分析 |
| 3.3.4 SPE1、SPE2应力应变对比 |
| 3.3.5 SPE3、SPE4应力应变对比 |
| 3.4 冲击试验 |
| 3.4.1 试件设计及制作 |
| 3.4.2 试验方法 |
| 3.5 冲击试验结果及分析 |
| 3.5.1 各区域对比分析 |
| 3.5.2 断口分析 |
| 3.5.3 韧脆转变温度 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Q460D焊缝接头疲劳性能试验研究 |
| 4.0 概述 |
| 4.1 试验概况 |
| 4.1.1 试件设计及制作 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.1.3 材性试验 |
| 4.2 试验结果及分析 |
| 4.2.1 母材试验结果 |
| 4.2.2 对接试验结果 |
| 4.2.3 十字试验结果 |
| 4.3 对比分析 |
| 4.3.1 位移-循环比分析 |
| 4.3.2 疲劳损伤分析 |
| 4.3.3 参数分析 |
| 4.4 断口分析 |
| 4.4.1 宏观分析 |
| 4.4.2 微观分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 有限元分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 有限元模型 |
| 5.2.1 材料定义及本构选取 |
| 5.2.2 模型的建立 |
| 5.2.3 单元的选取 |
| 5.2.4 约束与边界条件 |
| 5.2.5 荷载施加 |
| 5.2.6 网格划分 |
| 5.3 ABAQUS有限元结果对比分析 |
| 5.3.1 Q460对焊连接荷载-位移曲线及破坏模式比较 |
| 5.3.2 Q690对焊连接荷载-位移曲线及破坏模式比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 完成的主要工作及结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 Q345B、Q460D和Q690D材性试验试件尺寸表 |
| 附录2 Q460D疲劳试验试件尺寸表 |
| 附录3 硕士期间发表论文 |
（7）基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号及缩略语 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 疲劳与抗疲劳设计 |
| 1.2.1 疲劳研究发展概况 |
| 1.2.2 疲劳断裂失效机理 |
| 1.2.3 抗疲劳设计方法 |
| 1.3 疲劳寿命预测方法 |
| 1.4 疲劳损伤累积理论与疲劳可靠性分析 |
| 1.4.1 疲劳损伤累积理论研究现状 |
| 1.4.2 结构疲劳可靠性分析方法 |
| 1.4.3 存在的不足和问题 |
| 1.5 论文主要研究工作 |
| 第二章 考虑载荷相互作用效应的疲劳损伤等效与寿命预测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 载荷加载顺序效应的阐释 |
| 2.3 考虑载荷相互作用效应的疲劳损伤等效法则 |
| 2.4 改进型疲劳损伤累积模型与剩余寿命预测 |
| 2.5 算例分析 |
| 2.5.1 两级加载下模型验证 |
| 2.5.2 多级加载下模型验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于疲劳驱动能损伤参数的非线性损伤累积与寿命预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 疲劳驱动力模型及其缺陷 |
| 3.3 基于疲劳驱动能损伤参数的非线性损伤累积模型 |
| 3.3.1 疲劳驱动能损伤参数 |
| 3.3.2 疲劳驱动能损伤变量与剩余寿命预测模型 |
| 3.4 模型改进与典型非线性行为分析 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.5.1 两级加载下模型验证 |
| 3.5.2 多级加载下模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于动态剩余S-N曲线与材料记忆退化的线性损伤累积与寿命预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 动态剩余S-N曲线与材料记忆退化行为分析 |
| 4.3 修正线性损伤累积模型 |
| 4.4 模型对比与线性损伤行为分析 |
| 4.4.1 三种典型的线性损伤法则 |
| 4.4.2 线性损伤行为分析 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.5.1 两级加载下模型验证 |
| 4.5.2 多级加载下模型验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 概率双线性损伤累积建模与时变疲劳可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 两阶段线性疲劳损伤累积理论 |
| 5.2.1 Grover-Manson双线性损伤法则 |
| 5.2.2 两阶段线性损伤累积的阐释 |
| 5.3 基于双线性损伤累积的概率模型 |
| 5.3.1 正态分布下概率损伤累积建模 |
| 5.3.2 对数正态分布下概率损伤累积建模 |
| 5.4 时变疲劳可靠性分析 |
| 5.4.1 正态分布下时变可靠度模型 |
| 5.4.2 对数正态分布下时变可靠度模型 |
| 5.5 算例分析 |
| 5.5.1 正态分布下时变疲劳可靠度模型验证 |
| 5.5.2 对数正态分布下时变疲劳可靠度模型验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）两种焊后处理工艺对铝合金焊接头力学性能的影响（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 1.1 初始试样准备 |
| 1.2 试样焊后处理 |
| 1.2.1 激光冲击处理 |
| 1.2.2 固溶-时效处理 |
| 1.3 性能检测 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 金相组织观察 |
| 2.2 硬度分析 |
| 2.3 残余应力分析 |
| 2.4 拉伸性能分析 |
| 2.4.1 拉伸力学性能 |
| 2.4.2 拉伸断口分析 |
| 3 结论 |
（9）铝合金及其焊接件激光冲击强化抗环境损伤工艺与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 铝合金的特点及应用 |
| 1.1.2 铝合金结构的损伤与失效 |
| 1.2 激光冲击强化概述 |
| 1.2.1 激光冲击强化的机理 |
| 1.2.2 激光冲击强化的核心部件 |
| 1.2.3 激光冲击强化的应用 |
| 1.3 激光冲击强化技术的研究现状 |
| 1.3.1 激光冲击作用下材料内部应力波的传播特点 |
| 1.3.2 激光冲击强化诱导的残余应力及其影响 |
| 1.3.3 激光冲击强化对材料微观结构的改变及其机理 |
| 1.4 焊接头激光冲击强化处理研究现状 |
| 1.5 选题的意义及研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 激光冲击强化铝合金的表层性能表征 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备与工艺 |
| 2.2.1 激光冲击强化装备系统 |
| 2.2.2 激光冲击强化工艺参数 |
| 2.3 激光冲击区残余应力分析 |
| 2.3.1 测试方法与设备 |
| 2.3.2 不同光斑直径对铝合金表层残余应力的影响 |
| 2.3.3 不同激光冲击强化次数对铝合金残余应力的影响 |
| 2.4 激光冲击强化区表面形貌与粗糙度 |
| 2.4.1 激光冲击强化对铝合金表面形貌的影响 |
| 2.4.2 激光冲击强化对铝合金表面粗糙度的影响 |
| 2.5 激光冲击强化层的显微硬度分析 |
| 2.5.1 激光冲击强化后材料表面显微硬度分析 |
| 2.5.2 激光冲击强化后沿深度方向的硬度变化 |
| 2.6 激光冲击强化层物相与微观组织分析 |
| 2.6.1 激光冲击强化前后铝合金的物相分析 |
| 2.6.2 激光冲击强化后铝合金的微观组织分析 |
| 2.6.3 激光冲击强化后铝合金的晶粒细化机理分析 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 激光冲击强化对铝合金及其焊接头电化学腐蚀行为的影响 |
| 3.1 7075铝合金的焊接工艺与微观组织 |
| 3.1.1 7075铝合金的焊接工艺 |
| 3.1.2 焊接头的组织分析方法 |
| 3.2 激光冲击强化7075铝合金焊接头 |
| 3.2.1 试样的制备与激光冲击强化 |
| 3.2.2 激光冲击强化对焊接头微观缺陷的影响 |
| 3.2.3 激光冲击强化对焊接头微观组织的影响 |
| 3.2.4 激光冲击强化诱导的焊接头硬化分析 |
| 3.2.5 激光冲击强化次数对焊接头残余应力的影响 |
| 3.3 电化学腐蚀实验方法 |
| 3.3.1 试样的准备 |
| 3.3.2 实验的工艺 |
| 3.4 动电位极化曲线分析 |
| 3.4.1 铝合金的动电位极化行为 |
| 3.4.2 铝合金焊接头的动电位极化行为 |
| 3.4.3 铝合金焊接头的钝化行为 |
| 3.5 阻抗曲线分析 |
| 3.6 腐蚀形貌分析 |
| 3.7 激光冲击强化对电化学腐蚀行为的影响机理 |
| 3.7.1 晶粒细化对电化学腐蚀行为的影响机理 |
| 3.7.2 残余压应力对电化学腐蚀行为的影响机理 |
| 3.7.3 表面缺陷的改变对电化学腐蚀行为的影响机理 |
| 3.8 小结 |
| 第4章 激光冲击强化对铝合金及其焊接头应力腐蚀行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设备与方法 |
| 4.2.1 应力腐蚀实验设备与方法 |
| 4.2.2 应力腐蚀试样制作 |
| 4.2.3 拉伸试样的制作 |
| 4.3 试样的处理 |
| 4.3.1 激光冲击强化处理 |
| 4.3.2 固溶时效处理 |
| 4.4 两种工艺对比与参数的优化 |
| 4.4.1 显微硬度的对比 |
| 4.4.2 残余应力的对比 |
| 4.5 铝合金焊接头的拉伸性能实验 |
| 4.5.1 拉伸力学性能 |
| 4.5.2 拉伸断口分析 |
| 4.6 激光冲击强化后铝合金焊缝区晶粒细化机制 |
| 4.7 激光冲击铝合金及其焊接头对应力腐蚀性能的影响 |
| 4.7.1 应力应变曲线分析 |
| 4.7.2 腐蚀敏感指数分析 |
| 4.7.3 断口形貌分析 |
| 4.7.4 抗应力腐蚀提高机理分析 |
| 4.8 小结 |
| 第5章 激光冲击强化对铝合金及其焊接头高温蠕变性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备与工艺 |
| 5.2.1 蠕变实验设备 |
| 5.2.2 蠕变试样准备 |
| 5.2.3 蠕变试样激光冲击强化 |
| 5.2.4 实验工艺条件 |
| 5.3 蠕变行为分析 |
| 5.3.1 应变率曲线 |
| 5.3.2 蠕变断裂曲线 |
| 5.3.3 蠕变断口分析 |
| 5.3.4 焊接头的蠕变行为分析 |
| 5.4 基于位错和滑移的蠕变机制研究 |
| 5.4.1 基于滑移的铝合金蠕变机制研究 |
| 5.4.2 铝合金蠕变的激光冲击强化改性机理 |
| 5.4.3 铝合金焊接头蠕变的激光冲击强化改性机理 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 激光冲击强化铝合金的高温疲劳实验与数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验设备与试样 |
| 6.2.1 实验设备与参数 |
| 6.2.2 试样制作 |
| 6.2.3 高温疲劳试样激光冲击强化 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.3.1 残余应力测试与分析 |
| 6.3.2 微观组织观察 |
| 6.3.3 疲劳寿命结果分析 |
| 6.3.4 宏观断口形貌分析 |
| 6.3.5 疲劳裂纹源分析 |
| 6.3.6 裂纹扩展区分析 |
| 6.3.7 疲劳瞬断区分析 |
| 6.3.8 激光冲击强化铝合金高温疲劳断裂机理分析 |
| 6.4 残余压应力的产生与高温释放数值模拟 |
| 6.4.1 材料本构模型的创建 |
| 6.4.2 激光冲击强化参数的确定 |
| 6.4.3 激光冲击强化过程的模型建立 |
| 6.4.4 激光冲击强化过程的模拟结果分析 |
| 6.4.5 残余应力的高温释放模拟与分析 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的科研成果 |
（10）超声冲击工艺对钛合金焊接头性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 典型焊接缺陷及特征 |
| 1.2.1 裂纹 |
| 1.2.2 夹杂 |
| 1.2.3 气孔 |
| 1.2.4 未熔合与未焊透 |
| 1.2.5 焊缝成形不良 |
| 1.3 焊接残余应力的产生与消除 |
| 1.3.1 焊接残余应力的产生与分布 |
| 1.3.2 焊接残余应力的消除方法 |
| 1.4 超声冲击法概念及国内外发展现状 |
| 1.4.1 超声冲击法概念 |
| 1.4.2 超声冲击法在国内外的发展状况 |
| 1.5 课题来源、意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源与意义 |
| 1.5.2 课题主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 超声冲击工艺对钛合金焊接头性能影响的理论分析 |
| 2.1 超声冲击的作用机理 |
| 2.2 超声冲击工艺中钛合金焊接头性能分析 |
| 2.2.1 超声冲击处理后工件表面粗糙度分析 |
| 2.2.2 超声冲击处理后工件残余应力分布 |
| 2.2.3 超声冲击处理后工件疲劳性能、耐腐蚀性能的变化 |
| 2.3 超声冲击中钛合金微观组织的演变 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超声冲击工艺对钛合金焊接头性能影响的数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元分析总体方案 |
| 3.3 CP3 钛合金激光焊接过程数值模拟 |
| 3.3.1 激光焊接过程有限元模型的建立 |
| 3.3.2 CP3 钛合金焊接过程模拟结果与分析 |
| 3.4 超声冲击工艺数值模拟 |
| 3.4.1 超声冲击过程有限元模型的建立 |
| 3.4.2 超声冲击模拟结果与分析 |
| 3.5 CP3 钛合金焊接头超声冲击前后残余应力分布对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 超声冲击工艺改善 CP3 钛合金焊接头性能试验研究 |
| 4.1 试验总体方案 |
| 4.2 CP3 钛合金激光焊接工艺试验 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 试验方法 |
| 4.3 超声冲击工艺试验 |
| 4.3.1 超声冲击设备与改进 |
| 4.3.2 超声冲击试验内容 |
| 4.4 超声冲击对焊接头表面粗糙度的影响 |
| 4.4.1 表面粗糙度的测量原理与仪器 |
| 4.4.2 超声冲击预压力对焊缝表面粗糙度的影响规律 |
| 4.5 超声冲击对焊接头残余应力的影响 |
| 4.5.1 小孔法测量残余应力 |
| 4.5.2 超声冲击预压力对残余应力的影响规律 |
| 4.6 超声冲击对焊接头表面硬度的影响 |
| 4.6.1 维氏硬度的测量原理与仪器 |
| 4.6.2 超声冲击预压力对焊缝表面硬度的影响规律 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 附录 |
四、FATIGUESTRENGTHDETERMINATIONOFBUTTWELDEDJOINTS（论文参考文献）
- [1]轨道客车用铝合金的磁控MIG高速焊工艺研究[D]. 张以冉. 山东大学, 2021(12)
- [2]Mg-Zn-Se-Er高强镁合金及其搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究[D]. 叶斌. 华东交通大学, 2020(06)
- [3]焊接残余应力与冲击强度对UIT处理接头疲劳延寿行为影响[D]. 白易立. 天津大学, 2019(01)
- [4]减震装置对高层钢结构焊接节点抗风疲劳性能的影响研究[D]. 张建劭. 东南大学, 2019(01)
- [5]基于应变能密度的高层钢结构焊接节点疲劳性能及寿命预测研究[D]. 沈圣. 东南大学, 2019(05)
- [6]高强度钢材焊缝连接接头静力和疲劳性能试验研究[D]. 郝李鹏. 西安理工大学, 2017(02)
- [7]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春. 电子科技大学, 2017(01)
- [8]两种焊后处理工艺对铝合金焊接头力学性能的影响[J]. 王江涛,张永康,周金宇,卢雅琳,陈菊芳,葛茂忠,孙凌燕,叶霞,张朝阳. 中国有色金属学报, 2017(01)
- [9]铝合金及其焊接件激光冲击强化抗环境损伤工艺与机理研究[D]. 王江涛. 江苏大学, 2015(12)
- [10]超声冲击工艺对钛合金焊接头性能的影响研究[D]. 黄丽婷. 南京航空航天大学, 2014(01)