熔接接合的疲勞強度

對承受疲勞負載的熔接接合進行的傳統檢查程序 (基於材料的極限強度或降伏強度),並不能充分保證熔接設計的安全性,因此使用接合疲勞強度來檢查承受疲勞負載的接合。

1. 指定疲勞極限

在第一個步驟中的計算確定固定強度 σ e τ e 下熔接接合的指定類型、設計、負載和材料的疲勞極限。

2. 指定有限壽命疲勞極限

計算限時強度範圍 (N< 10 6 循環) 內的指定接合壽命的有限壽命疲勞極限 σ f τ f 。使用此有限壽命疲勞極限繼續計算。

3. 計算特定疲勞負載的參數

給定循環負載上限和循環負載下限的平均值可依據以下公式計算得出。這是針對所有指定負載進行的。

4. 行程的影響

如果除了疲勞負載外,行程還影響接合,則計算時必須包括其影響。透過在用於決定最大計算負載的公式中使用動態行程係數來計算:

F max = F m + η F a 或 M max = M m + η M a

5. 計算熔接接合中的引動應力

使用靜態計算中使用公式為指定平均循環負載 F m 、M m 和最大計算負載 F max 、M max 計算平均循環應力 σ m τ m 以及循環應力上限 σ h τ h 。根據以下公式便可使用這些應力來計算循環幅度:

σ a = σ h - σ m τ a = τ h - τ m

6. 指定接合的疲勞強度

如果有了計算的應力和已知的疲勞極限,便可以根據所選疲勞曲線輕鬆地決定疲勞接合所產生的強度。從下圖中,可以明顯看出法向應力和剪切應力的疲勞強度決定程序。

不同 σ a / σ m 比率 (使用修改的 Godman 疲勞曲線) 的赫氏 (Haigh) 圖表:

不同 τ a / τ m 比率的正垂應力赫氏 (Haigh) 圖表 (使用修改的 Godman 疲勞曲線):

7. 接合檢查

在最後一個步驟中,程式計算接合安全係數 n C = σ A / σ a 並將其與要求的安全度相比較。為便於進行熔接接合,必須滿足條件 n f n C