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本文以铝合金电阻点焊接头为研究对象,对其抗疲劳性能、疲劳失效模式、失效机理以及焊点疲劳寿命预测方法开展研究。设计了铝合金AA5754和AA6111同材/异材点焊接头,系统地对不同几何尺寸、试件类型的点焊接头进行了准静态拉伸试验。结果表明,TS/CP点焊试件的静载失效模式十分单一,分别为熔核界面断裂和焊核剥离。AA5754点焊接头与AA6111点焊接头的静强度差异不大,两种材料焊核区的显微硬度十分接近是这一现象的主要原因。对铝合金点焊接头进行疲劳试验,研究影响铝合金点焊接头疲劳寿命的因素。研究发现:循环载荷比对接头疲劳寿命有一定影响,增加载荷比会在某种程度上降低接头的疲劳寿命,然而在当前试验条件下(R=0.1和0.3),其影响并不显著;AA5754与AA6111铝合金点焊接头的疲劳寿命或疲劳失效模式均无显著差异,故在对铝合金点焊接头进行疲劳建模时,可忽略母材影响;板厚对接头疲劳寿命的影响较大,对于不等厚板点焊接头,其抗疲劳性能主要由较薄板决定,增加薄板厚度可显著提高接头疲劳寿命。采用扫描电镜分析(SEM)和金相分析技术,对点焊接头疲劳失效过程及不同疲劳失效模式下焊点附近疲劳裂纹的扩展规律开展研究。研究发现,尽管TS试件表现出母材眉状裂纹断裂、焊点熔核界面断裂以及焊核剥离三种疲劳失效模式,考虑它们之间的共同点,可统一用厚度方向上的裂纹扩展规律描述TS试件的疲劳破坏过程。TS试件焊点疲劳失效可分为三个阶段,即:裂纹萌生和慢速扩展阶段(I),裂纹沿着厚度方向稳定扩展至形成穿透板厚的表面裂纹阶段(II),以及裂纹沿着宽度方向扩展阶段(III)。此三阶段中,II阶段为焊点失效过程的主要阶段,占焊点总寿命的比例可达80%。CP试件的疲劳破坏则受焊核边缘靠近载荷作用线处萌生的疲劳裂纹沿着熔核界面方向扩展控制。焊核中心处的孔洞虽可改变加速断裂时裂纹的走向,但对焊点疲劳总寿命的影响不大。论文采用传递梁模型对TS和CP点焊试件进行简化,利用传递矩阵法首次推导得到了TS/CP试件在一般载荷条件下焊点受力表达式。利用这些表达式,可快捷地对多种材料或尺寸的点焊试件进行受力分析。FEM计算结果表明,基于传递梁模型推导得到的TS试件和CP试件焊点受力解析式具有很好的精度,与基于ACM1焊点模型的FEM梁-壳模型计算结果十分接近。论文提出应以焊点载荷为输入参数构建焊点疲劳寿命模型,给出了焊点边缘应力强度因子的计算方法;提出了基于焊点附近实际裂纹扩展路径上的裂尖应力强度因子的新的焊点疲劳控制参量,并用于关联铝合金、高强钢点焊接头疲劳数据。结果表明,该疲劳控制参量能够准确地描述TS/CP点焊接头的疲劳失效特征,并能有效地关联不同几何尺寸点焊试件的疲劳寿命。在以上工作基础上,首次提出了疲劳控制参量的归一化方法,得到了焊点疲劳寿命预测的一般方程,并利用AA5182,AA6061铝合金点焊接头、AZ31镁合金点焊接头疲劳数据对该方程进行了验证。结果表明,焊点疲劳寿命预测的一般方程可用于其他材料(如镁合金等)点焊接头的疲劳寿命预估,其精度令人满意。本文提出的模型与传统焊点疲劳寿命预测模型相比,具有精度高、适用性好、便于应用的优点。