熔合線含裂紋焊接接頭斷裂性能及其工程安全評(píng)定方法研究.pdf

1、由于焊接結(jié)構(gòu)存在材料及幾何上的不連續(xù)性,加之焊接本身是一個(gè)復(fù)雜的熱物理化學(xué)冶金過程,造成了焊接接頭在組織和力學(xué)性能上的不均勻性,對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)加工和實(shí)際應(yīng)用造成很大困難,關(guān)于焊接接頭的斷裂分析和完整性評(píng)價(jià)成為目前缺陷評(píng)定方法研究的焦點(diǎn)問題。 針對(duì)熔合線上含Ⅰ+Ⅱ型復(fù)合型界面裂紋焊接接頭,本文采用彈塑性有限元數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)熔合線含裂紋焊接接頭裂紋尖端等效應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,分析了接頭的等效應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的分布規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,

2、結(jié)合裂端的位移場(chǎng),對(duì)熔合線含裂紋焊接接頭斷裂參量COD的表征特點(diǎn)及方式進(jìn)行了討論,指出了COD參量及其分量DⅠ和DⅡ的復(fù)合和分解的途徑；與此同時(shí),應(yīng)用等效應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的數(shù)值解結(jié)果,對(duì)與COD的分量DⅠ和DⅡ相關(guān)的復(fù)合角φ進(jìn)行了討論。數(shù)值分析表明,裂紋尖端等效應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)、斷裂參量COD及其分量DⅠ和DⅡ和復(fù)合角φ不但與載荷水平有關(guān),而且強(qiáng)烈依賴于材料組配和材料幾何參量,DⅠ分量在斷裂參量COD中起主導(dǎo)作用,并且塑性區(qū)發(fā)展方向與復(fù)合角存在相互

3、依賴關(guān)系。因此,在進(jìn)行熔合線含裂紋焊接接頭的斷裂性能和完整性評(píng)價(jià)時(shí),必須考慮這些力學(xué)不均勻性因素和幾何不均勻?qū)ζ溆绊憽?基于以上的計(jì)算和分析結(jié)果,參照EPRI均勻材料的缺陷評(píng)定方法,在不同載荷水平下,材料組配和材料幾何參量變化時(shí),對(duì)估算公式中的系數(shù)進(jìn)行了修正和數(shù)據(jù)處理,得到適合于熔合線含裂紋焊接接頭的斷裂參量COD和復(fù)合角φ的工程估算公式,通過工程估算結(jié)果與有限元結(jié)果進(jìn)行比較,吻合較好,因此證實(shí)了工程估算公式是合理的,從而得到了