Исследование распространения усталостных трещин в высокопрочной стали Q550E и сварных соединениях

MA Yafei ,  

CHENG Erxiang ,  

WU Xianshun ,  

HE Yu ,  

WANG Lei ,  

摘要

Сварные конструкции являются слабыми местами стальных мостов. Под воздействием повторяющихся нагрузок транспортных средств усталостные повреждения постепенно становятся одной из ключевых проблем, влияющих на безопасность эксплуатации мостов. В качестве объекта исследования взята высокопрочная сталь Q550E, проведены испытания на статическое растяжение и распространение усталостных трещин в основном металле и стыковых сварных соединениях, построена модель роста усталостных трещин для основного металла и сварных соединений, выявлены закономерности влияния коэффициента напряжения на скорость распространения усталостных трещин в сварных узлах из высокопрочной стали; выполнен совместный численный анализ на основе FRANC3D и ABAQUS, проведен чувствительный анализ для определения ключевых параметров. Результаты показывают: с увеличением коэффициента напряжения параметр скорости распространения усталостных трещин m увеличивается, lg C уменьшается, снижается пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений; значение m для стыкового сварного шва примерно в 2 раза больше, чем для основного металла, порог трещин стыкового шва выше, и он более чувствителен к коэффициенту напряжения; совместный метод моделирования способен точно прогнозировать ресурс усталости сварных соединений из высокопрочной стали, при высоком коэффициенте напряжения толщина образца и глубина начальной трещины существенно влияют на распространение усталости.

关键词

мостостроение; высокопрочная сталь Q550E; сварные соединения; усталостные трещины; конечный элементный анализ

阅读全文