T型焊接接头的力学性能分析方法.pdfVIP

第38卷 增刊3 稀有金属材料与工程 V01．38，Suppl．3 2009笠12月 RAREMETALMATERlALSANDENGINEERING December2009 T型焊接接头的力学性能分析方法 刘 昕1,2唐振云2，巩水利2雷永平1，张亦良1 (1．北京工业大学，北京100010) (2．北京航空制造工程研究所高能束流加工技术国防科技重点实验室，北京100024) 摘要：根据T型焊接接头的结构形式及特点，结合T型截面的几何性质及加载应力状态，设计了一种T型接头力学 性能试样，使角焊缝处的组合应力状态简化为单一应力状态。在此基础上，进行了拉伸及疲劳性能试验及数据分析， 其结果表明，采用所设计的力学性能试样，可获得T型接头的最基本力学性能指标，理论计算结果与实测的载荷．应变 曲线吻合，获得的力学性能数据对分析T型焊接接头的性能具有一定的指导意义。 关键词：T犁接头；力学分析；几何性质；拉伸；疲劳 中图法分类号：TGll5．28 文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2009)$3—224-05 T型接头是一种常用的焊接接头，根据其结构形 对于T型焊接接头的拉伸试验，由于其截面的非 式及特点，在航空航天、石油化工[1】、车辆和农业设 对称性，在拉伸过程中为偏心拉伸的组合变形问题， 备‘21、港口起重机械和森工机械【31、船舶、桥梁、压 见图1所示。试样横截面上各点应力状态的不同，在 力容器和管道的支撑结构【4】等中应用广泛。近几年国 试验中无法依靠引伸计测定变形而得出应力．应变曲 内外的研究人员主要针对T型接头的应力分布【51、焊 线，为了准确得到应力特征值，采用贴应变片的方法 趾处的应力集中【6】、疲劳强度【7’81、疲劳裂纹扩展[9,10l、进行。 焊接温度场和应力场的模拟[II,12]等方面开展了研究 及分析。但是，由于T型接头受组合应力的作用，对 裹1 试验材料的化学成分 Table1 Chemical oftest 其力学性能的测试分析较为复杂，特别对于薄板的T compositionmaterials(∞，％) 型接头，目前尚无统一的标准，而针对此方面的报道 也较少。 本研究根据T型接头的结构形式及特点，结合截 面的几何性质及加载应力状态，提出了一种薄板T型 接头的力学性能测试分析方法，为此类接头的力学性 能分析提供试验基础。 1 实验 一叫 ①彳彳 1 试验所用的钛合金为TAl5，其主要合金元素组成 axis 口 @ iCentroidal mmx70mmx2．5 见表1，壁板尺寸为250 mm，筋板尺 ]一P时心琴、、、、斌 mmx25 寸为200 minxl．5mm。 ④7’y@ T型接头的焊接在ZDl50．15B高压型电子束焊机 上进行，其最大加速电压150kV、最大焊接束流100 图I T型焊接试样拉伸受力简图 l Sketchof undertensileload mA，真空室容积为1m3。拉伸试验在CSS．1