点焊接头疲劳预测方法的研究



点焊接头疲劳预测方法的研究

点焊焊接技术在汽车车身接合技术中一直占据着主导地位，而90%汽车车身结构的失效是由于焊点部位失效造成的。常规线性有限元分析方法（FEA）可用来预测车体结构点焊接头的疲劳寿命，但缺点是在预测疲劳寿命时不能合理考虑焊点周边塑性变形的影响。在对疲劳试件进行有限元分析时很容易忽略试样的弹塑性特性。在点焊接头疲劳预测方法的研究中，有限元模型所施加的最大载荷不能超出该试样的屈服载荷。介绍了一种可将塑性变形的影响合理考虑在内的技术，而该项技术的优点在于不必进行弹塑性有限元分析。为合理反映塑性变形区的影响，由疲劳试验获得的疲劳曲线需要作出一定的修改。对点焊试样进行拉伸试验，其结果可以为点焊试样的有限元分析提供合理的载荷范围。为了验证本预测方法的正确性，对某高强度钢进行剪切强度试验和剥离试验。车身结构点焊接头疲劳强度的预测方法是基于多种试验条件下的试验数据，包括不同负荷范围、负荷率以及不同试样。这种预测还需要相关联的疲劳损伤参数与疲劳试验结果。对于点焊接头的疲劳预测，最广为接受的损伤参数是基于力和力矩联合计算所得到的结构应力。

在对试样进行疲劳寿命分析时，试样有限元模型所受的力和力矩用来计算试样的结构应力，并据此对试样的疲劳寿命进行预测。

Hong Tae Kang et al. SAE 2013-01-1208.

编译：张玉伦