T型接头角焊缝几何特征对疲劳性能的影响

孔 风 于 闯 高明亮 薛世海 晏中华 高 珊

(1.中车长春轨道客车股份有限公司检修研发部， 130062， 长春; 2.沈阳铁路局集团有限公司长春工务段,130062,长春//第一作者，教授级高级工程师)

疲劳破坏是材料在承受低于材料强度极限的交变载荷作用下，使得材料或结构产生裂纹并伴随裂纹的不断扩展，最终导致失效破坏的发生[1]。疲劳破坏是最常见的一种失效形式，据统计显示，机械零件的损伤有60%～90%属于疲劳破坏。

焊接接头的疲劳强度大大低于基体金属，其重要的原因是焊接接头的焊趾处存在应力集中，而焊缝的大小、形状对应力集中程度有直接影响。焊趾处应力集中的原因是因为存在焊缝余高、焊接缺陷及复杂残余拉应力，而应力集中导致焊趾处的疲劳性能最差。

文献[2]表明，对于金属材料，焊缝的几何特征可有效影响焊接接头的疲劳强度。李敬勇[3]在焊缝存在余高的情况下，通过焊趾处的应力集中系数和仿真研究，证明了焊接接头的疲劳性能与焊缝余高相关，且为负相关。王德俊[4]通过开展铝合金不同几何尺寸和焊缝形式的焊接接头疲劳试验，证明了疲劳强度的降低因子与疲劳寿命有直接关系。邵辉成[5]对含有焊缝余高的焊接结构连接件通过名义应力法进行了仿真分析和强度预测；王润[6]深入分析了去掉焊缝余高、保留焊缝余高的铝合金焊接接头，对其疲劳性能进行了深入研究，结果表明在中值疲劳极限方面两种焊接接头的性能基本相同。……