[01247052]基于动态分析的点焊接头疲劳损伤检测与寿命预测研究

电阻点焊结构在汽车工业中得到了广泛的应用，由于点焊结构常在交变载荷或动态振动载荷作用下服役，其疲劳性能随着服役时间的增加而逐渐退化，近几年美国、德国、日本各大汽车公司每年投入大量经费研究汽车点焊疲劳。

由于点焊结构通常较为复杂，难以用常规的方法来测量疲劳损伤状态，严重影响汽车结构的耐久性设计。在北京市自然科学基金面上项目资助下，北京工业大学尚德广教授课题组通过对大量点焊试件的疲劳试验研究，利用动态响应参数的变化来判别了点焊结构中的疲劳裂纹行为，并根据试验测量的动态响应频率与循环数比的非线性关系，提出由动态响应固有频率的相对变化来定义疲劳损伤参量；查明了点焊疲劳过程中损伤与动态响应频率之间的关系，创造性地提出用动态响应参数来测量点焊接头的疲劳损伤程度的方法；最后利用三维动态有限元模拟点焊接头疲劳裂纹扩展与动态响应参数的变化情况，划分了点焊疲劳萌生与裂纹扩展的三个阶段，提出了点焊疲劳损伤程度的预估方法。

此外对变幅和随机载荷下的点焊疲劳损伤特性和寿命预测也进行了研究。所提出的方法具有无损检测的特点，在汽车车身耐久性设计和维护方面具有很好的应用前景。

相关研究成果有30余篇论文发表在著名国际疲劳期刊International Journal of Fatigue，Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures，机械工程学报，焊接学报等国内外重要刊物及会议上，其中在SCI收录刊物上发表论文6篇，EI收录刊物上发表论文15篇，获得北京市科学技术二等奖1项，出版相关专著1部，获得国家发明专利6项，获得国家实用新型专利7项。

与该项目相关的前期预研成果在2005年获得美国SAE，Arch T. Colwell 国际杰出奖。培养博士，硕士研究生10余人。研究成果受到了国际疲劳研究学者的关注，研究团队成员也受到美国斯坦福大学、阿拉巴马大学、韩国延世大学等多位国际疲劳专家邀请进行合作研究。

项目负责人尚德广教授在项目之执行期间入选为首批“北京市高校拔尖创新人才”。