多因素耦合作用下高强钢焊缝连接疲劳性能研究进展

郭宏超, 关晓迪, 王铳, 赵越

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建筑钢结构进展 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (11) : 1-14. DOI: 10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.11.001

多因素耦合作用下高强钢焊缝连接疲劳性能研究进展

  • 郭宏超, 关晓迪, 王铳, 赵越
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摘要

焊接是钢结构广泛采用的连接形式。在提高钢材强度等级后,焊接接头在服役过程中对蚀坑、裂纹等缺陷的敏感度增强,且焊接会劣化钢材成分、组织性能进而导致焊接接头产生初始缺陷。因此,在环境腐蚀、应力集中、超载等因素作用下,钢结构焊缝连接未达到设计服役年限就发生疲劳断裂,造成严重的资源浪费。基于对多因素耦合下高强钢焊缝连接疲劳性能研究现状的总结,介绍了腐蚀疲劳机理及腐蚀预测模型,分析了疲劳设计方法及疲劳寿命评估理论,归纳了焊接残余应力、点蚀坑以及初始裂纹对焊缝连接疲劳性能的影响。结果表明:焊接工艺、焊接参数以及焊接几何尺寸等对焊接接头的力学性能影响显著,焊接残余应力会削弱高强钢焊接接头的疲劳强度,焊接缺陷会引起应力集中现象,加快裂纹萌生速度;高强钢在腐蚀初期形成点蚀坑并逐渐发展成裂纹,进而导致焊缝连接的腐蚀疲劳性能降低。随着高强钢焊缝连接在工程中的应用增多,建议开展不同强度等级及焊接形式的焊缝连接疲劳试验,并将理论成果和经验方法在实际工程中推广应用。

关键词

多因素耦合作用 / 高强钢 / 焊缝连接 / 疲劳性能 / 焊接残余应力 / 点蚀坑 / 初始裂纹

中图分类号

TU391

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郭宏超, 关晓迪, 王铳, 赵越. 多因素耦合作用下高强钢焊缝连接疲劳性能研究进展. 建筑钢结构进展. 2024, 26(11): 1-14 https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.11.001

基金

国家自然科学基金(51978571); 陕西省杰出青年基金(2021JC-41); 陕西省重点研发计划(2022SF-199)

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