焊接條件對裂紋特性影響的DIC實驗研究.pdf

1、碩士學位論文焊接條件對裂紋特性影響的DIC實驗研究DICExperimentalStudyoftheEffectofWeldingConditionsonCrackCharacteristics學號：21幽三完成日期：201505大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要焊接結構件廣泛運用于壓力容器與管道、工程機械、船舶、汽車等工業(yè)領域，而焊接不可避免將焊接殘余應力殘留在焊接結構件中

2、。在役的焊接結構件隨著服役時間的增加，其中的微觀缺陷會萌發(fā)和擴展成為裂紋。裂紋降低了結構的承載能力，造成應力集中，裂紋的進一步擴展甚至導致突發(fā)性和災難性事故。因此，對裂紋特性尤其是焊接結構件裂紋特性的研究顯得尤為重要。研究焊接結構件裂紋特性的關鍵是研究斷裂參量應力強度因子、J積分、裂紋尖端張開位移在焊接條件改變時的變化規(guī)律。本文通過實驗法，運用數(shù)字圖像相關(DigitalImageCorrelation，DIC)技術，以緊湊拉伸(com

3、pacttension，CT)試樣為研究對象，采用焊接件與未焊接件的斷裂參量進行對比的方法來進行裂紋特性的研究。首先，對未焊接CT試件進行常溫下的拉伸實驗，運用數(shù)字圖像相關測量系統(tǒng)對試件的斷裂參量進行測量與計算，得到各個斷裂參量值以及各值隨載荷的變化規(guī)律。結果表明：線彈性階段，應力強度因子丘隨著載荷的增大呈線性增大規(guī)律；J積分和裂紋尖端張開位移隨著載荷的增大而增大。其次，通過改變裂紋尖端與焊縫中心的距離，改變焊接過程中兩道焊之間的間隔時

4、間，改變兩道焊的焊接方向，對CT試件進行焊接，得到不同焊接條件下的焊接殘余應力分布，再對各焊接件進行拉伸試驗，通過數(shù)字圖像相關測量系統(tǒng)得到不同焊接殘余應力分布下的裂紋斷裂參量。最后，通過對比未焊接與焊接CT試件在不同焊接條件下CT試件的各個斷裂參量值，得到改變焊接條件后斷裂參量的變化規(guī)律。結果表明：焊接CT試件的各斷裂參量值小于未焊接CT試件的各斷裂參量值；當焊接方向由正反面同向焊接變?yōu)檎疵娈愊蚝附訒r，各斷裂參量值減??；當焊縫中心距離