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搅拌摩擦焊是英国焊接研究所于1991年发明的一种固态焊接技术。但随着搅拌摩擦搭接焊技术研究的深入,发现在搭接区出现hook缺陷,这种缺陷是不可避免,同时也是影响搭接接头疲劳强度的至关重要的因素。另外影响搭接接头疲劳强度的还有hook缺陷的高度、hook尖端半径以及焊缝区硬度分布的影响。特别是搭接接头在受到载荷作用时,其受力状态十分复杂,很难采用实验的方法对其进行分析,因此本文采用有限元模拟的方法模拟研究,分析焊缝区的应力应变,并基于搭接区的弹塑性有限元分析结果,利用局部应力-应变法预测搭接接头的疲劳寿命。论文的研究内容有以下几个方面:首先,按照搭接焊试件的尺寸及hook缺陷形状建立有限元模型,并假设焊缝各区域材料属性和上板的一致,这样是为了确定疲劳寿命预测模型。通过模拟分析发现,在搭接接头焊缝区的hook区域处出现应力集中和应变集中现象,并且随着载荷的逐渐增加,在hook尖端周围的形成的高应力区的面积也随之增加。另外焊缝处的应力和等效塑性应变幅都会在该区域达到峰值,采用局部应力-应变法对搭接接头进行寿命预测并将预测结果与实验结果作对比发现:当采用疲劳损伤方程SWT对搭接接头进行寿命预测时误差在两倍之内,而采用疲劳损伤方程MC进行预测的结果误差相对来说较大,故可以采用SWT疲劳损伤方程对搭接接头进行疲劳寿命预测。其次,研究有效厚度对搭接接头的影响,发现在焊缝区的应力和等效塑性应变幅的分布规律相同都是随着有效厚度的增加而逐渐减小。搭接接头的疲劳寿命随着有效厚度的增加而增加。然后,研究hook尖端半径对搭接接头疲劳强度的影响,发现焊缝区的应力及等效塑性应变幅的分布规律是随着hook尖端半径的增大而逐渐减小,其疲劳寿命随着hook尖端半径的增大而逐渐增大。最后,通过分析搭接接头焊缝不同区域的硬度对疲劳寿命的影响发现,应力在考虑硬度分布与不考虑硬度分布情况下,应力的分布规律及数值十分接近,但等效塑性应变幅在数值上差距较大。通过寿命预测结果对比发现,二者预测值与真实寿命之间的误差在两个因子之内,但考虑硬度分布的预测误差更加小。