方差为什么不用绝对值
大型船舶在长时间、高速的航行过程中,面临着循环载荷和极端载荷的双重考验,对船体结构的要求极高。船体多由成形钢板焊接而成,其焊接接头处因焊接过程中的热输入和冷却不均,容易产生非均匀膨胀和收缩,进而引发塑性变形,产生残余应力。这种残余拉应力的存在,会对焊接结构的应力腐蚀和疲劳性能产生不利影响。控制或消除焊接残余拉应力对于保障船舶结构安全至关重要。
研究采用了Q345钢板作为母材,焊丝为JQ.CE71T-1氧化钛型CO2气体保护芯焊丝。母材与焊丝熔敷金属的屈服强度和抗拉强度均有一定数值,断后伸长率也符合要求。采用CO2气体保护多层多道焊焊接十字型接头,焊接工艺参数经过精心设定。焊接完成后,对焊缝质量进行检查,确保无裂纹、未熔合、夹渣、咬边和未填满弧坑等缺陷。检查合格后,制取试样用于后续研究。
试样的制备包括喷丸处理和疲劳试验。喷丸处理使用XN-9065P型气动式喷丸机,使用S230铸钢丸作为弹丸。喷丸强度是研究的重点参数之一,通过设置不同的喷丸强度,观察其对焊接接头的影响。疲劳试验则采用MTS型动态疲劳试验系统进行,以模拟实际使用中的疲劳情况。
研究发现,喷丸处理可以有效地消除焊接接头表面的残余拉应力,形成压应力。随着喷丸强度的增加,残余压应力逐渐增大。喷丸处理还可以改善表面残余应力的分布均匀性,增大残余应力影响层的深度。当喷丸强度为0.183mm时,分布均匀性最好,残余应力影响层深度也较大。对于热影响区和母材区,增加喷丸强度对改善表面残余应力分布均匀性的效果更为显著。
通过疲劳寿命的试验数据可以看出,喷丸处理可以延长焊接接头的疲劳寿命。随着喷丸强度的增加,疲劳寿命先延长再缩短,呈现一定的变化趋势。当喷丸强度为0.183mm时,焊接接头的疲劳寿命最长。
通过对Q345钢十字型焊接接头进行喷丸处理,可以有效地消除残余拉应力,形成压应力,改善表面残余应力的分布均匀性,增大残余应力影响层的深度,从而延长焊接接头的疲劳寿命。最优的喷丸工艺参数为喷丸强度0.183mm。