定量熱像法預(yù)測(cè)焊接接頭的S－N曲線和殘余壽命

樊俊鈴，郭杏林，趙延廣，吳承偉

（大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連116023）

定量熱像法預(yù)測(cè)焊接接頭的S－N曲線和殘余壽命

樊俊鈴，郭杏林，趙延廣，吳承偉

（大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連116023）

在恒定的平均應(yīng)力作用下，考慮焊接接頭的實(shí)際工況，利用紅外熱像技術(shù)建立了快速預(yù)測(cè)焊接接頭疲勞參數(shù)和殘余壽命的模型，實(shí)現(xiàn)了定量熱像法對(duì)非均質(zhì)焊接接頭疲勞性能的評(píng)估。通過紅外熱像儀監(jiān)測(cè)焊接接頭表面局部熱點(diǎn)的變化，定性分析了損傷演化狀態(tài)。結(jié)果表明：定量熱像法克服了傳統(tǒng)疲勞實(shí)驗(yàn)方法的局限性，可快速、準(zhǔn)確地確定非均質(zhì)焊接接頭的疲勞性能。同時(shí)，通過對(duì)疲勞損傷過程中熱點(diǎn)區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)說明其是一種有效的檢測(cè)方法。

定量熱像法；S－N曲線；十字焊接接頭；損傷累積；殘余壽命

焊接接頭疲勞強(qiáng)度的評(píng)估是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。焊縫區(qū)域可能存在潛在的熱裂紋、高度的應(yīng)力集中和拉伸殘余應(yīng)力等，往往是焊接結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)。因此加強(qiáng)對(duì)焊接接頭疲勞性能的研究對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的斷裂安全設(shè)計(jì)具有重要的意義。目前焊接結(jié)構(gòu)正向大型化和高參數(shù)方向發(fā)展，對(duì)結(jié)構(gòu)壽命的預(yù)測(cè)要求更準(zhǔn)確可靠，所以急需發(fā)展新的焊接結(jié)構(gòu)性能評(píng)估方法，以解決傳統(tǒng)方法的不足［1］。

當(dāng)前，對(duì)焊接構(gòu)件的研究主要有4種方法［2］：（1）名義應(yīng)力法；（2）熱點(diǎn)應(yīng)力法；（3）缺口應(yīng)力法；（4）斷裂力學(xué)法。它們?cè)诘玫綉?yīng)用的同時(shí)，也有一些局限性［3－6］。名義應(yīng)力法和熱點(diǎn)應(yīng)力法是目前工程設(shè)計(jì)中較為普遍采用的焊接結(jié)構(gòu)性能評(píng)定方法，但是名義應(yīng)力法對(duì)幾何形狀復(fù)雜的構(gòu)件，名義應(yīng)力不易確定，選擇時(shí)具有很強(qiáng)的主觀色彩，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很不經(jīng)濟(jì)；焊縫區(qū)組織的不均勻性和不連續(xù)性，使得熱點(diǎn)應(yīng)力法受到有限元網(wǎng)格劃分尺寸的影響，同時(shí)它還忽略了焊縫尺寸效應(yīng)和厚度效應(yīng)。缺口應(yīng)力法考慮了局部焊縫細(xì)節(jié)的影響，通過有限元分析獲得局部缺口的參數(shù)化公式，但是受到有限元網(wǎng)格密度的限制，且焊趾半徑很難精確確定，焊趾幾何往往在分析中被理想化。斷裂力學(xué)法對(duì)初始裂紋尺寸較敏感，盡管利用Paris公式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)含裂紋構(gòu)件壽命的預(yù)測(cè)，但其計(jì)算量要比前幾種方法大得多，并且無法確定裂紋萌生前的壽命。

焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命受到多種因素的影響，如構(gòu)件尺寸、焊接工藝參數(shù)、母材和焊材性能及使用工況等，要綜合考慮各種因素的影響，合理地預(yù)測(cè)焊接構(gòu)件的疲勞性能，就必須對(duì)構(gòu)件的整體受力狀態(tài)進(jìn)行全場(chǎng)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和研究，尋找控制結(jié)構(gòu)壽命的關(guān)鍵區(qū)域。交變載荷會(huì)引起試件表面溫度場(chǎng)的變化，紅外熱像技術(shù)通過監(jiān)測(cè)這種溫度場(chǎng)的變化，以試件外表面熱點(diǎn)區(qū)域的初始溫度梯度或穩(wěn)定溫升作為損傷指標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)局部疲勞損傷狀態(tài)和疲勞性能參數(shù)的快速評(píng)定［7－10］，克服傳統(tǒng)疲勞實(shí)驗(yàn)方法的一些局限性。

本工作基于定量熱像法用有限根焊接構(gòu)件評(píng)估其疲勞性能，并與傳統(tǒng)結(jié)果相對(duì)比，建立一種新的線性損傷累積法則預(yù)測(cè)殘余壽命，以期說明定量熱像法在研究非均質(zhì)焊接接頭疲勞性能時(shí)的合理性、可靠性和優(yōu)越性。最后通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)構(gòu)件表面局部熱點(diǎn)區(qū)的變化，定性分析疲勞損傷過程，為后期宏、微觀疲勞機(jī)理的研究鋪設(shè)基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)材料、試件及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及試件

實(shí)驗(yàn)用材料是FV520B馬氏體沉淀硬化不銹鋼，經(jīng)堿性電爐冶煉并經(jīng)電渣重熔，其化學(xué)成分如表1所示。為了提高材料的機(jī)加工和焊接性能，焊接之前，將所需板材在（1050±10）℃經(jīng)1.5～2.5h的空冷固溶化處理，（850±10）℃經(jīng)1.5～2.5h中間調(diào)質(zhì)處理油冷后，在（480±10）℃經(jīng)2～3h的空冷時(shí)效處理。由拉伸實(shí)驗(yàn)得到此時(shí)材料的極限強(qiáng)度為1309MPa，塑性應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的屈服極限為1080MPa。利用手工電弧焊技術(shù)進(jìn)行焊接，焊縫過渡區(qū)采用圓弧過渡，提高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度，接頭的幾何形狀如圖1所示。焊后熱處理圍繞上述熱處理工藝進(jìn)行，以消除焊接殘余應(yīng)力對(duì)其力學(xué)性能的不利影響。

表1 FV520B不銹鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)／%）Table 1 Chemical composition of stainless steel FV520B（mass fraction／%）

圖1 十字焊接接頭幾何尺寸Fig.1 Geometry and dimension of cruciform welded joints

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)法

實(shí)驗(yàn)用MTS810伺服液壓試驗(yàn)機(jī)，在室溫環(huán)境中進(jìn)行。考慮焊接接頭的實(shí)際工況，即離心機(jī)葉輪在旋轉(zhuǎn)工作時(shí)由于離心力的作用，受到的平均應(yīng)力σm＝471MPa保持不變，這意味著每次實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力比是變化的，與之前的實(shí)驗(yàn)研究有很大不同。在單軸應(yīng)力下采用力控制的模式，正弦交變載荷的頻率fl＝18Hz。實(shí)驗(yàn)之前利用細(xì)砂紙對(duì)所有焊接接頭的棱角及焊趾局部區(qū)域進(jìn)行打磨處理，以減小截面過渡和表面粗糙度導(dǎo)致的應(yīng)力集中程度，隨后在表面噴涂一層黑色亞光漆，提高表面熱輻射率。疲勞實(shí)驗(yàn)中用紅外熱像儀對(duì)部分承載構(gòu)件表面溫度場(chǎng)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，用于對(duì)焊接接頭損傷演化狀態(tài)和疲勞參數(shù)的預(yù)測(cè)。紅外相機(jī)的響應(yīng)光譜范圍為3～5μm，空間分辨率為320×240像素，熱分辨率在25℃時(shí)達(dá)到0.02℃。

利用傳統(tǒng)成組法確定焊接接頭的S－N曲線和疲勞極限時(shí)，規(guī)定當(dāng)循環(huán)次數(shù)超過5×106時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，更換試件在下一級(jí)應(yīng)力水平進(jìn)行［2］。由于疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果本身具有較大的分散性，故每一級(jí)應(yīng)力水平下要對(duì)足夠多的試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以合理地描述疲勞實(shí)驗(yàn)的特征。實(shí)驗(yàn)假設(shè)疲勞曲線在106以上時(shí)具有相同的形狀，然后通過外推到2×106獲得相應(yīng)的疲勞強(qiáng)度（Fatigue Class，F(xiàn)at），并以5×106處的應(yīng)力水平為焊接接頭的疲勞極限［9］。

1.2.2 定量熱像法

1.2.2.1 熱像法

材料的疲勞損傷是能量耗散的過程［11］。當(dāng)應(yīng)力水平高于疲勞極限時(shí)，溫度變化呈現(xiàn)出明顯的3個(gè)階段：初始溫升階段、溫度相對(duì)穩(wěn)定階段和斷裂前的快速溫升階段［8］。某些材料在低于其疲勞極限的交變載荷作用下，由于滯彈性效應(yīng)和熱噪聲等非塑性效應(yīng)，會(huì)引起微小的溫升，但相比于與材料損傷狀態(tài)相關(guān)的塑性耗散可以忽略?；谶@種實(shí)驗(yàn)事實(shí)，F(xiàn)argione等［8］認(rèn)為從物理意義上來說，使材料溫升為零的最大交變應(yīng)力即對(duì)應(yīng)著材料的疲勞極限，隨后提出極限能假設(shè)，建立了理論上只需有限根試件就能快速確定材料的整個(gè)S－N曲線的方法，縮短了實(shí)驗(yàn)周期，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。

Crupi［9，10］等借助紅外熱像技術(shù)通過實(shí)驗(yàn)研究和理論推導(dǎo)證明：材料表面的穩(wěn)定溫升ΔTs與相應(yīng)的應(yīng)力范圍平方Δσa2之間具有如下關(guān)系：

式中：Δσ0為疲勞極限；a和b為材料常數(shù)。通過擬合，并將所得回歸直線外推至橫軸即可快速確定材料的疲勞極限，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大溫升為零，這就是快速確定疲勞極限的熱像法。

本工作利用紅外實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在平均應(yīng)力σm＝471MPa的實(shí)際工況下，采用階梯式連續(xù)加載的方法［7，8］，快速確定焊接接頭的疲勞參數(shù)。為了減少實(shí)驗(yàn)過程中疲勞損傷的累積，應(yīng)力水平的施加由低到高。應(yīng)力幅從60MPa開始，在每一級(jí)應(yīng)力水平下循環(huán)40000周次，待試樣表面溫度場(chǎng)穩(wěn)定后進(jìn)行采樣，作為疲勞性能評(píng)估的熱像數(shù)據(jù)。然后增加20MPa在下一級(jí)應(yīng)力水平循環(huán)同樣周次。如此順序進(jìn)行，直到試件斷裂為止。為了更好地應(yīng)用熱像法，減小環(huán)境擾動(dòng)、儀器靈敏度等帶來的誤差，采用差分熱像技術(shù)來計(jì)算試件表面熱點(diǎn)區(qū)的穩(wěn)定溫升ΔTs，即t時(shí)刻熱像圖＝t時(shí)刻溫度穩(wěn)定時(shí)的熱像圖Image（t）－初始時(shí)刻的熱像圖Image（t0）。實(shí)驗(yàn)對(duì)三根試件采用同樣的實(shí)驗(yàn)方式，取溫升結(jié)果的平均值，以減少分散性和隨機(jī)性帶來的實(shí)驗(yàn)誤差。

1.2.2.2 能量法

從能量累積的角度來看，單位體積的材料疲勞破壞時(shí)所吸收的能量是一個(gè)與加載歷程無關(guān)的常數(shù)，那么當(dāng)材料在交變載荷的持續(xù)作用下所耗散的能量達(dá)到臨界門檻值Ec時(shí)就會(huì)發(fā)生疲勞失效［12］。臨界門檻值Ec越大，則材料疲勞極限就越大，抗疲勞性能就越強(qiáng)。Fargione［8］等證明，材料在疲勞損傷演化過程中的極限能Ec與能量參數(shù)φ之間存在如下的關(guān)系：

式中：Nf為疲勞壽命。通常在疲勞失效的過程中，溫度穩(wěn)定階段占據(jù)了疲勞壽命的90%左右，故這里忽略溫度變化的第1和3階段，則有：

隨后的實(shí)驗(yàn)中利用階梯式連續(xù)加載方式，通過記錄多根試件的ΔT－N曲線獲得材料的平均能量參數(shù)φ。同時(shí)也得到了不同應(yīng)力范圍Δσa下的穩(wěn)定溫升ΔTs，由式（3）計(jì)算相應(yīng)的疲勞壽命Nf＝φ／ΔTs，由數(shù)組（Nf，Δσa）可擬合導(dǎo)出材料的整個(gè)S－N曲線。

1.2.2.3 能量損傷模型

能量參數(shù)φ是一個(gè)材料常數(shù)［7－10］，基于定量熱像法和極限能理論［12－14］，對(duì)同一根試件施加不同的交變載荷，記錄并計(jì)算其表面的相對(duì)穩(wěn)定溫升ΔTs，有：

式中：k為交變應(yīng)力級(jí)數(shù)；ΔTsi為應(yīng)力范圍Δσai下試件表面熱點(diǎn)區(qū)的穩(wěn)定溫升；Ni為Δσai下的循環(huán)數(shù)。將式（4）兩邊同除以材料常數(shù)φ，就導(dǎo)出線性累積損傷理論的能量模型：

后面實(shí)驗(yàn)用式（5）對(duì)在三級(jí)應(yīng)力水平下的焊接接頭殘余壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

2 結(jié)果與討論

通過對(duì)斷口的觀察分析發(fā)現(xiàn)：大部分焊接接頭的疲勞破壞發(fā)生在熱影響區(qū)附近，即焊縫與母材的交界處，這主要是由于焊接工藝導(dǎo)致該區(qū)域的材料成分、組織和力學(xué)性能發(fā)生了較大的變化，加之截面過渡引起應(yīng)力集中，使得疲勞微裂紋易于在位向有利的晶粒處萌生。個(gè)別試件斷裂于十字交叉處，由于未焊透和未熔合等焊接缺陷，應(yīng)力集中程度嚴(yán)重，使疲勞裂紋萌生速度比熱影響區(qū)更快。但是所有失效接頭均具有典型的疲勞破壞的斷口特征，斷面分為裂紋源、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)［15，16］。

2.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以概率為基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)分析方法是處理疲勞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分散性和隨機(jī)性的有效手段［17，18］。利用二元線性回歸分析處理成組法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了焊接接頭在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下存活率為50%和97.7%時(shí)的S－N曲線［7］及相應(yīng)循環(huán)周次時(shí)的疲勞強(qiáng)度FAT和疲勞極限σfsn（圖2）。其中應(yīng)力范圍Δσ為縱坐標(biāo)，疲勞壽命Nf為橫坐標(biāo)?？梢园l(fā)現(xiàn)：兩條存活率不同的S－N曲線具有相同的斜率m＝2.7138，小于國際焊接學(xué)會(huì)的m＝3（應(yīng)力比R＝0.5）［2］，這是因?yàn)槔炱骄鶓?yīng)力加快了微裂紋成核、萌生和主裂紋擴(kuò)展的速度，使得疲勞壽命降低。由于對(duì)數(shù)疲勞壽命滿足高斯分布，故兩條S－N直線是平行的。接頭存活率越高，則相應(yīng)的疲勞強(qiáng)度和疲勞極限就會(huì)下降，可靠性及安全性就越高，但不利于焊接接頭潛能的充分發(fā)揮。

圖2 傳統(tǒng)法得到的S－N曲線Fig.2 S－Ncurves by the traditional method

2.2 定量熱像法結(jié)果分析

2.2.1 疲勞性能參數(shù)的預(yù)測(cè)

圖3是基于階梯式連續(xù)加載的方式下一根試件表面熱點(diǎn)區(qū)域穩(wěn)定時(shí)的熱像圖，應(yīng)力幅分別為80，100，120MPa和140MPa。較大的溫度變化主要是由疲勞損傷過程中的不可逆變化（塑性效應(yīng)）引起的，塑性變形越大，溫度升高就越大，損傷就越嚴(yán)重［19］。通過熱像圖發(fā)現(xiàn)在熱影響區(qū)附近的溫升明顯高于其他區(qū)域，說明該處的損傷較嚴(yán)重，主要因?yàn)檫@里材料的物理力學(xué)性能較復(fù)雜，有明顯的應(yīng)力集中，易于疲勞微裂紋的成核、萌生、合并和擴(kuò)展。定量熱像法對(duì)交變載荷作用下構(gòu)件表面熱點(diǎn)演化過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可對(duì)疲勞過程中構(gòu)件局部的損傷狀態(tài)做出定性分析，防止疲勞事故的突然發(fā)生。

圖3 熱點(diǎn)變化 （a）80MPa；（b）100MPa；（c）120MPa；（d）140MPaFig.3 Hot－spot evolution （a）80MPa；（b）100MPa；（c）120MPa；（d）140MPa

基于上述紅外熱像圖，利用1.2.2.1節(jié)中的差分熱像法獲得了三根試件在不同應(yīng)力范圍Δσ時(shí)的穩(wěn)定溫升ΔTs。根據(jù)前述的定量熱像法原理，通過最小二乘法擬合，可快速獲得焊接接頭的疲勞極限σftm＝33.5MPa，如圖4所示。

圖4 熱像法的疲勞極限Fig.4 Fatigue limit by the thermographic method

圖5是基于定量熱像法，采用能量理論預(yù)測(cè)的焊接接頭在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下存活率為50%和97.7%時(shí)的S－N曲線及相應(yīng)的疲勞強(qiáng)度和疲勞極限σfEA?？梢钥吹剑簝蓷l回歸直線中的材料常數(shù)與傳統(tǒng)疲勞實(shí)驗(yàn)所確定的S－N曲線中的常數(shù)結(jié)果十分接近。在給定平均應(yīng)力水平下，定量熱像法綜合考慮了構(gòu)件局部應(yīng)力狀態(tài)對(duì)構(gòu)件疲勞損傷的影響，通過對(duì)熱像數(shù)據(jù)分析，可實(shí)現(xiàn)疲勞壽命的預(yù)測(cè)，克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的一些局限性，而且由圖5中可知預(yù)測(cè)結(jié)果的分散性和隨機(jī)性相對(duì)較小，穩(wěn)定性更好。

圖5 能量法得到的S－N曲線Fig.5 S－Ncurves by energy approach

接頭形狀和尺寸的不一致，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的偶爾變遷及系統(tǒng)有限的分辨率等因素導(dǎo)致了微小的誤差，但誤差均小于10%，如表2所示。定量熱像法僅利用三根構(gòu)件在一天時(shí)間內(nèi)就快速確定了其疲勞性能，且從數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來說預(yù)測(cè)的結(jié)果是較為準(zhǔn)確的，在工程實(shí)際中具有良好的發(fā)展前景。

2.2.2 殘余壽命預(yù)測(cè)

為了驗(yàn)證在1.2.2.3節(jié)中所建立的線性損傷能量模型在預(yù)測(cè)焊接構(gòu)件殘余疲勞壽命時(shí)的合理性和正確性，實(shí)驗(yàn)在保持平均應(yīng)力水平σm＝471MPa不變的條件下，預(yù)測(cè)一根焊接接頭在三級(jí)應(yīng)力水平下的殘余壽命，并與真實(shí)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

表2 疲勞參數(shù)的比較（Ps＝50%）Table 2 Comparison of fatigue parameters（Ps＝50%）

首先，在應(yīng)力幅為60MPa時(shí)，循環(huán)1.24×105周次，利用紅外熱像儀監(jiān)測(cè)記錄實(shí)驗(yàn)過程中試樣表面相對(duì)穩(wěn)定的溫升為1.29℃；然后在80MPa下，循環(huán)2.1×105周次，其相對(duì)穩(wěn)定溫升為2.30℃，最后在100MPa下循環(huán)直至試件斷裂，其相對(duì)穩(wěn)定溫升為3.17℃。通過傳統(tǒng)疲勞實(shí)驗(yàn)方法對(duì)多根試件利用式（3）確定的平均能量參數(shù)φ＝1.057E6℃·Cycle，則由式（5）計(jì)算得到接頭的殘余壽命為1.31×105周次，而在100MPa下實(shí)際經(jīng)歷了1.23×105周次，預(yù)測(cè)結(jié)果和真實(shí)結(jié)果之間的誤差僅為6.5%。

3 結(jié)論

（1）以試件表面的穩(wěn)定溫升作為損傷指標(biāo)，定量熱像法不僅能預(yù)測(cè)均質(zhì)材料的疲勞性能參數(shù)，而且能評(píng)估非均質(zhì)焊接接頭的疲勞參數(shù)。

（2）考慮焊接構(gòu)件實(shí)際工況時(shí)，即：在恒定平均應(yīng)力、變應(yīng)力比的條件下，定量熱像法依然能快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)焊接接頭的S－N曲線、疲勞極限和疲勞強(qiáng)度等性能參數(shù)。實(shí)驗(yàn)周期短，資源耗費(fèi)少，平均拉應(yīng)力的存在加速了微裂紋的萌生和擴(kuò)展，降低了接頭的疲勞壽命。

（3）疲勞過程中，交變載荷越大，試件表面穩(wěn)定溫升就越高，損傷程度就越嚴(yán)重。熱影響區(qū)附近由于其復(fù)雜的物理力學(xué)性能，會(huì)優(yōu)先形成疲勞熱點(diǎn)區(qū)，利用熱像法可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該區(qū)的溫度變化，定性分析損傷狀態(tài)，為安全性評(píng)估提供形象直觀的依據(jù)。

（4）施加平均應(yīng)力時(shí)，能量參數(shù)φ也是材料常數(shù)，由此建立的線性損傷能量模型，簡單明了，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)多級(jí)載荷作用下焊接接頭的殘余壽命。

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Predictions ofS－NCurve and Residual Life of Welded Joints by Quantitative Thermographic Method

FAN Jun－ling，GUO Xing－lin，ZHAO Yan－guang，WU Cheng－wei
（State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment，Dalian University of Technology，Dalian 116023，Liaoning，China）

With the specific nominal mean stress，considering the real operating situations of welded joints，the model for fast assessing the fatigue parameters and the residual fatigue life，was established by the infrared thermographic technique，realizing the fatigue performance evaluation of inhomogeneous welded joints using quantitative thermographic method.The damage evolution status was qualitatively analyzed by monitoring the hot－spot variation on the welded joint surface.The results show that limitations of the traditional method are avoided，and that fatigue behavior parameters of inhomogeneous welded joints can be determined fast and accurately by quantitative thermographic method.Moreover，it is proved to be an effective way for health detection resorting to the hot－spot variation detected real－timely during the fatigue process.

quantitative thermographic method；S－Ncurve；cruciform welded joint；damage accumulation；residual life

TG407

A

1001－4381（2011）12－0029－05

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（11072045）；國家“973”計(jì)劃資助項(xiàng)目（2011CB706504）

2011－04－15；

2011－08－30

樊俊鈴（1985—），男，博士研究生，研究方向：材料性能、疲勞斷裂性能與可靠性分析，聯(lián)系地址：遼寧省大連理工大學(xué)運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部工程力學(xué)系（116023），E－mail：fanjunling＠m(xù)ail.dlut.edu.cn