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7N01鋁合金十字接頭抗疲勞設計
關鍵詞：十字接頭 抗疲勞設計 結構應力法 失效模式
摘要：首次針對鋁合金十字接頭的疲勞失效模式開展研究.借助有限元分析與疲勞試驗相結合的研究手段,首先將傳統的熱點應力(HSS)與研究中的等效結構應力(equilibrium equivalent traction force/EETS)的應力集中系數對比,證實了EETS分析結果的網格不敏感性.基于此,深入分析十字接頭連續板厚度、接頭熔深以及加載跨距對焊趾與焊根處應力的影響,并提出有效結構應力(effective traction force)計算焊根開裂角度.結果表明,焊趾處等效結構應力不受連續板厚度、加載跨距與熔深的影響,而在焊根處,各個因素影響不一.疲勞試驗與解析預測結果高度一致,承載十字接頭焊根開裂角度并非45°.十字接頭的抗疲勞設計需綜合考慮接頭幾何特征與焊接質量,必須滿足焊趾處等效結構應力(Ss,toe)高于焊根處等效結構應力(Ss,toe).
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