[发明专利]一种使焊接接头变幅疲劳性能与母材相同的焊缝形状设计方法

权利要求书

1.一种使焊接接头变幅疲劳性能与母材相同的焊缝形状设计方法，其特征是：当母材与焊缝都无裂纹时，包括以下步骤：

步骤1：分别确定焊缝熔敷金属与母材疲劳极限的比值和焊缝熔敷金属与母材抗拉强度的比值；

步骤2：根据焊缝熔敷金属与母材疲劳极限的比值和焊缝熔敷金属与母材抗拉强度的比值，选取数值最小的广义匹配比，确定设计采用的载荷；

步骤3：当母材与焊缝都无裂纹时，确定满足疲劳等承载条件时焊缝区的工作应力；

步骤4：根据不同接头形式和工况，通过解析、数值计算或经验方法确定接头几何参数对焊缝区峰值应力的影响规律；

步骤5：计算满足疲劳等承载条件下焊缝区的工作应力时，焊缝接头焊趾的几何参数；

步骤6：对步骤5中得到的焊缝接头焊趾的几何参数进行优化，使焊缝区的应力集中程度降到最低，则得到母材与焊缝都无裂纹时，焊接接头变幅疲劳性能与母材相同的焊缝形状设计方案；

根据m^W-m^B取值的不同，疲劳等承载实现条件有不同的形式，其中m^W为焊缝金属材料参数，m^B为母材材料参数；

当m^W-m^B＞0时，焊缝金属寿命和母材寿命的比值ρ随载荷P增加而递增，使ρ始终不小于1，当P降低至使母材和焊缝的应力均为疲劳极限σ_r时，确定疲劳等承载条件,通过下式表示疲劳等承载条件：

其中，为焊缝与母材工作应力的比值，和分别为焊缝金属和母材的疲劳极限强度；

当m^W-m^B＜0时，ρ随载荷P增加而递减，使ρ始终不小于1，当P增大至使母材和焊缝的应力均为抗拉强度σ_b，确定疲劳等承载条件,通过下式表示疲劳等承载条件：

其中，和分别为焊缝金属和母材的抗拉强度；

当m^W-m^B＝0时，ρ不随载荷P变化，确定疲劳等承载条件，通过下式表示疲劳等承载条件：

其中，C^B为母材的力学基本参数，C^W为焊缝金属的力学基本参数；

当母材与焊缝都无裂纹时，通过下式表示当母材与焊缝都无裂纹时的疲劳等承载条件：