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本文主要研究了单点点焊接头的疲劳损伤过程。利用有限元模拟和动态响应实验对单点点焊接头的疲劳过程中固有频率变化的特性进行了研究。结果表明,三维有限元模拟与实验结果相吻合,能较好的模拟点焊接头在两种疲劳裂纹萌生和扩展的过程中频率变化情况。并利用所模拟的裂纹长度和固有频率的关系,总结出最适宜对疲劳损伤进行研究的模态阶数。在此基础上,对点焊试件进行了寿命预测。
首先,在MTS810试验机上对单点点焊试件进行了拉-剪疲劳试验,得到点焊试件的疲劳寿命。进而利用拉-剪疲劳试验和动态响应实验对单点点焊接头在疲劳过程中固有频率变化的特性进行了研究。
然后,利用有限元方法模拟点焊接头在疲劳裂纹的萌生和扩展过程,以及在此过程中点焊试件固有频率变化的特性。结果表明,三维有限元模拟结果与实验结果吻合较好,能较真实地反映两种疲劳裂纹萌生和扩展的过程。在此过程中利用点焊试件固有频率的变化情况总结出最适宜对疲劳损伤进行研究的模态阶数。
最后,在以上试验结果和有限元分析基础上,在拉-剪状态下进行了分析和计算,并利用此分析和计算结果对点焊试件进行了寿命预测。并将试验结果与预测结果进行对比,结果表明此公式有较好的预测能力。