鋁合金材料密度低、強(qiáng)度和熱電導(dǎo)率高、耐腐蝕能力強(qiáng)，具有良好的物理和力學(xué)性能，因而廣泛應(yīng)用于車(chē)輛、船舶、建筑等各種結(jié)構(gòu)。鋁合金車(chē)體結(jié)構(gòu)雖有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在不少問(wèn)題，鋁合金焊接結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)的主要缺陷是焊縫中存在氣孔和熱裂紋，在疲勞載荷作用下焊接結(jié)構(gòu)的壽命及可靠性下降。實(shí)驗(yàn)研究焊接接頭的疲勞性能是對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行壽命分析的基礎(chǔ)工作。在獲得焊接接頭Ｓ-Ｎ曲線后，還需要采用合適的疲勞累積損傷模型分析結(jié)構(gòu)疲勞壽命。

Miner線性累積損傷法則在工程上應(yīng)用最為廣泛。但大量實(shí)驗(yàn)證明，按載荷先高后低的加載順序，應(yīng)用該算法得到的部件損傷值常小于１；在載荷先低后高的加載順序下，損傷值常大于１。這是線性累積損傷法則的缺點(diǎn)，但由于其計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)于結(jié)構(gòu)壽命計(jì)算值與實(shí)際值的誤差在10%以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，工程上依然采用該算法。

現(xiàn)有研究針對(duì)鋁合金焊接接頭開(kāi)展疲勞壽命對(duì)加載順序敏感度的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)所使用的試件均來(lái)自動(dòng)車(chē)組制造廠家，根據(jù)相關(guān)工藝制作；所有試件的外形一致，表面無(wú)明顯的劃傷和氣孔等缺陷；試件尺寸根據(jù)PLG-200型高頻疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)４點(diǎn)彎曲加載工裝夾具而設(shè)定，兩種鋁合金接頭試件的外形尺寸一致，長(zhǎng)、寬、厚分別為250、35、10ｍｍ。設(shè)加載應(yīng)力均值σｍ=0時(shí)的應(yīng)力幅值為σ。當(dāng)σ分別為104、89、74Mpa時(shí)，鋁合金對(duì)接接頭的疲勞壽命也不一樣。

現(xiàn)有研究在損傷曲線法基礎(chǔ)上提出非線性疲勞累計(jì)損傷模型及其參數(shù)擬合算法，以其對(duì)兩種鋁合金焊接接頭兩級(jí)加載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

該研究基于損傷曲線法，提出了非線性累積損傷模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式及參數(shù)擬合算法。

通過(guò)動(dòng)車(chē)組鋁合金對(duì)接接頭和角接接頭焊接的兩級(jí)加載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)證。其疲勞壽命計(jì)算偏差在10%以內(nèi)，證明此模型比傳統(tǒng)的Miner模型有更高的精確度，可用于動(dòng)車(chē)組鋁合金焊接疲勞壽命計(jì)算。研究還給出了存在平均應(yīng)力和多級(jí)加載的情況下使用此非線性累積損傷模型的擴(kuò)展算式。

(欣然)