储罐大脚焊缝裂纹裂尖应力强度因子研究

储罐大角焊缝附近的应力水平最高,此处裂纹最为危险。为了研究该位置裂纹的断裂性能,利用有限元软件ANSYS提出了简化的储罐模型,并在简化模型基础上建立二维和三维裂纹模型,进行了大量的数值模拟,基于断裂力学知识计算了裂纹最深处的应力强度因子值,并且与规范GB/T 19624—2004和文献的计算结果进行对比,并进一步分析了裂纹位置及尺寸对应力强度因子的影响。研究结果表明,规范的方法与文中模拟的结果吻合良好;当底板裂纹与焊趾的距离超过12mm时,不必考虑焊趾放大系数;对焊趾位置所在截面的应力线性化结果不再适用于公式计算应力强度因子;当裂纹深度超多5mm时,有限元方法收敛性差,结果不再准确;深度方向垂直于构件表面的裂纹,最深处的应力强度因子最大。