焊接條件對裂紋特性影響的DIC實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文焊接條件對裂紋特性影響的DIC實(shí)驗(yàn)研究DICExperimentalStudyoftheEffectofWeldingConditionsonCrackCharacteristics學(xué)號：21幽三完成日期：201505大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要焊接結(jié)構(gòu)件廣泛運(yùn)用于壓力容器與管道、工程機(jī)械、船舶、汽車等工業(yè)領(lǐng)域，而焊接不可避免將焊接殘余應(yīng)力殘留在焊接結(jié)構(gòu)件中

2、。在役的焊接結(jié)構(gòu)件隨著服役時間的增加，其中的微觀缺陷會萌發(fā)和擴(kuò)展成為裂紋。裂紋降低了結(jié)構(gòu)的承載能力，造成應(yīng)力集中，裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展甚至導(dǎo)致突發(fā)性和災(zāi)難性事故。因此，對裂紋特性尤其是焊接結(jié)構(gòu)件裂紋特性的研究顯得尤為重要。研究焊接結(jié)構(gòu)件裂紋特性的關(guān)鍵是研究斷裂參量應(yīng)力強(qiáng)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(shí)驗(yàn)法，運(yùn)用數(shù)字圖像相關(guān)(DigitalImageCorrelation，DIC)技術(shù)，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(jìn)行對比的方法來進(jìn)行裂紋特性的研究。首先，對未焊接CT試件進(jìn)行常溫下的拉伸實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用數(shù)字圖像相關(guān)測量系統(tǒng)對試件的斷裂參量進(jìn)行測量與計(jì)算，得到各個斷裂參量值以及各值隨載荷的變化規(guī)律。結(jié)果表明：線彈性階段，應(yīng)力強(qiáng)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(jìn)行焊接，得到不同焊接條件下的焊接殘余應(yīng)力分布，再對各焊接件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，通過數(shù)字圖像相關(guān)測量系統(tǒng)得到不同焊接殘余應(yīng)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(jié)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(dāng)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(dāng)焊縫中心距離