[发明专利]一种基于总应变能量密度的焊缝疲劳寿命计算方法

摘要

一种基于总应变能量密度的焊缝疲劳寿命计算方法，主要包括（1）通过焊接接头疲劳试验，获取焊缝总应变能量密度、寿命函数方程及半周寿命应力与应变函数方程所需的疲劳强度系数、疲劳强度指数、循环强化系数、循环应变硬化指数；（2）利用壳单元模型模拟焊缝结构，通过多载荷步法计算循环载荷作用下焊缝结构应力应变响应，输出应力与应变滞回曲线；（3）根据应力应变响应计算总应变能量密度，结合能量密度与寿命函数方程计算焊缝焊趾热点疲劳寿命和损伤值。本方法综合考虑弹塑性应力应变对疲劳损伤的贡献，并将标量作为损伤参量，有效避免矢量所涉及的位置与方向问题，提高了计算精度，节省时间。

主权项

1.一种基于总应变能量密度的焊缝疲劳寿命计算方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：步骤一：通过焊接接头材料疲劳性能试验，分别获得拉压和扭转循环载荷作用下正应力与应变曲线和剪应力‑应变曲线，计算正应力与应变曲线和剪应力‑应变曲线对应的正弹性应变能量密度和塑性应变能量密度；建立焊缝总应变能量密度与寿命函数方程、半周寿命对应的应力与应变函数方程，根据实验数据拟合确定两个方程所需的疲劳强度系数、疲劳强度指数、循环强化系数和循环应变硬化指数；步骤二：利用壳单元模型模拟焊缝力学行为，通过多载荷步法计算循环载荷作用下焊缝结构应力应变响应，输出模拟真实载荷作用下的应力与应变曲线；步骤三：根据应力应变响应所围成的面积，计算循环载荷作用下总应变能量密度，结合总应变能量密度与寿命函数方程，计算焊缝焊趾热点损伤和疲劳寿命分布情况。