铝合金电阻点焊接头疲劳损伤研究

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电阻点焊是现代车辆制造业中广泛应用的技术。在工作条件下,焊核区域存在明显的应力集中,疲劳破坏成为车辆点焊结构的主要破坏形式之一。因此,合理描述点焊结构疲劳损伤过程,准确预测点焊结构疲劳寿命成为提高车辆安全性、可靠性所必须解决的重要课题。论文以AA5754铝合金点焊拉剪试件为研究对象,利用引伸计和自制电位测量仪获得了点焊试件在疲劳试验过程中焊核区域刚度和电位的变化,并定义了相应的损伤变量。在此基础上,结合损伤力学理论,建立了点焊接头疲劳损伤演化方程。试验结果表明:AA5754铝合金点焊接头疲劳损伤过程可以分为损伤初始发生、损伤稳定发展、损伤加速增长与疲劳断裂等四个阶段,其疲劳损伤累计呈非线性。论文还采用云纹干涉法测量了AA5754铝合金点焊接头焊核边缘的应变分布,分析了疲劳损伤稳定发展阶段中,不同疲劳循环数下焊核边缘的应变变化规律。试验结果表明:焊核边缘处为高应变区,在疲劳损伤稳定发展阶段中,随着疲劳载荷循环数增加,该区域最大弹性应变值有下降的趋势。这一结果表明,AA5754铝合金点焊接头的焊核边缘在疲劳过程中存在循环硬化现象。论文最后依据疲劳试验结果,结合弹塑性有限元分析数据,建立了AA5754铝合金点焊接头疲劳寿命预测统一模型,该模型可用于估算不同尺寸规格的AA5754铝合金点焊拉剪接头结构疲劳寿命。
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