焦炭塔裙座焊缝应力测试分析及其裂纹防治

根据焊缝区域温度、应力的测试结果,并在对其变化规律分析的基础上,提出了为降低频繁文替出现的高幅值的轴向应力而采用适当降低结构约束刚度和轴向温度梯度的改造方案。方案实施后的测试与运行结果英明,轴向热应力幅值有明显的下降,有效地抑制了裂纹的产生与扩展。     

对接焊缝残余应力对疲劳裂纹扩展的影响

研究了平板对接焊缝的疲劳裂纹扩展问题,提出了一种考虑残余应力场重分布的裂纹扩展寿命计算方法.基于Terada提出的焊接残余应力场随裂纹扩展重分布的模型,在裂纹扩展过程中不断更新残余应力引起的应力强度因子和应力比并在此基础上计算构件裂纹扩展寿命.采用该方法分析了某焊接钢板的裂纹扩展寿命,并和不考虑残余应力场重分布的叠加法进行了对比.研究表明,提出的基于焊接残余应力场的疲劳裂纹扩展分析方法更加符合实际情况,可以预测出相对准确的裂纹扩展寿命.     

压弯组合应力下高强钢表面裂纹

分析了压应力对表面裂纹应力强度因子的影响,给出了压力影响修正系和压弯组合应力作用下表面裂纺形貌变化的统一表达式,提出用焊接角度板和轴向加载获得压弯组合应力来模拟潜艇耐压壳锥－柱焊接结合区的应力特征的实验方法,用980高强钢作试件,对压弯组合应力作用下的表面裂纹的疲劳行为进行了实验研究,描述了压弯疲劳载荷下面的裂纹形貌变化。     

吊耳焊缝应力分析及其结构设计

为探究吊耳根部焊缝开裂现象,采用有限元分析软件对吊耳焊缝的应力应变过程进行分析,得到焊缝截面上的应力分布规律,罐身直径1 400 mm的中药提取罐吊耳根部焊缝承受最大拉应力为148.98 MPa,其大于焊缝许用应力,焊缝易产生裂痕.通过加入补强筋板的方式,使其危险截面最大应力值降至77.08 MPa,有效地预防了焊缝开裂.     

玻璃表面应力腐蚀小裂纹生长与聚合

本文研究了水介质中玻璃表面单个小裂纹的生长与多个小裂纹的聚合规律,首次对共面三裂纹聚合及非共面双裂纹演变特征进行了探索。结果表明,小裂纹扩展规律明显不同于长裂纹的扩展;裂纹间的交互作用显著地影响其生长规律;非共面双裂纹的聚合取决于裂纹的几何形状及取向。     

有限板半椭圆表面裂纹应力强度因子

本文通过将半椭圆表面裂纹的裂纹面位移设为双重级数形式,将Irwin的无限大体内深埋椭圆裂纹的解法作了全面推广,应用于均匀受拉半椭圆表面裂纹问题。利用平面裂纹和中心裂纹的已知解,确定了表面裂纹面位移的模式,用能量法确定了裂纹面最大位移,从而得到了表面裂纹张开位移和应力强度因子的表达式。所获得的结果能反映a/t、c/w两个因素的影响,而且包括了a/c>1的情况。计算结果与现有数值解及“最佳估计”进行了比较,本解在最有意义的最深点处与“最佳估计”相当符合,在表面点     

波形膨胀节环焊缝接头裂纹分析

在波形膨胀节环焊接头裂纹处直接取样，进行金相、电镜等检验，结合焊接接头处工作状态的应力分析，结果表明这是一种应力腐蚀裂纹。     

波形膨胀节环焊缝接头裂纹分析

在波形膨胀节环焊缝接头裂纹处直接取样，进行金相、电镜等检验，结合焊接接头处工作状态的应力分析，结果表明这是一种应力腐蚀裂纹．     

裙式支座焊缝的应力分析

利用弹性理论,分析推证出了裙式支座搭接焊逢内的应力分布规律及其定量解答．     

热应力下双材料表面裂纹的应力强度因子

使用交互积分法分别计算了单一材料和双材料表面裂纹受远场拉应力作用时的应力强度因 子,并与GOSZ 等人的经典结果对比,验证了数值方法的可行性; 进而应用此方法求解热应力作用 时的情况,分别计算了不同裂纹形状,不同模型厚度以及不同弹性模量比情况下的应力强度因子, 数值结果表明: 裂纹的长短轴比a /c 越小,热应力对应力强度因子的影响就越大; 当模型厚度和裂 纹深度接近时,热应力对KII 有较大的影响,而模型厚度远大于裂纹深度时,这种影响就可以忽略不 计; 材料匹配程度越好,热应力对应力强度因子的影响越小,反之这种影响就很大．     

大型储罐大角焊缝裂纹的可靠性分析

以100 000立方米浮顶式大型储罐为例,采用基于应力强度干涉模型的一次二阶矩法和基于ANSYS含裂纹平板的可靠性分析方法对大型储罐角焊缝裂纹进行了可靠性分析.首先基于应力强度干涉模型,根据应力强度因子断裂判据,采用一次二阶矩法计算储罐角焊缝裂纹动态扩展的可靠度,计算得到的应力强度因子为354.4 MPa·mm,可靠度为93.32%.然后运用ANSYS软件计算含裂纹平板的可靠度,先是采用1/4节点奇异单元法,计算出裂纹尖端应力强度因子为376.46 MPa·mm,再通过蒙特卡罗法来计算裂纹扩展的可靠性,得到可靠度为82.36%.通过比较两种方法得到的结果,采用ANSYS有限元分析所得的可靠度低于基于应力强度干涉理论计算得到的可靠度.从安全性角度出发,应选择可靠度低的分析结果来提供决策支撑.     

T型管节点表面裂纹应力强度因子的全三维有限元分析

利用完全的三维有限元分析方法对T型管节点轴载下的复合应力强度因子进行了计算。T型管节点有限元网络由自编的FEMAUTOP程序实现自动生成。考虑到裂纹尖端处的应力奇异性，在裂尖区域采有了三维四分之一分点20节点等参退化奇异单元，其它区域则采用高精度的20节点等参元。在利用线性结构有限元微机分析程度PCSAP5进行计算后，再使用后处理程度SIF对理解纹尖端处的应力强度因子进行了分析。     

复合钢板容器焊缝裂纹的原因分析

某预加氢反应器筒体系采用复合钢板制成，在服役过程中，经无损检查发现筒体环焊缝处存在多处内部裂纹。为了寻求裂纹产生的原因，检测了反应器筒体基层与复层材料的化学成分和力学性能；分析了反应器筒体的焊接工艺参数和焊后热处理工艺参数；计算了筒体材料的焊接冷裂纹敏感性指数；得出了导致反应器筒体焊缝开裂的主要因素是焊前预热温度偏低、焊后高温回火保温时间不足以及复合钢板过渡层焊接的复杂性；提出了可供类似设备制造参考的焊接和焊后热处理工艺参数。     

钢桥面板—纵肋双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子

双面焊有望改善顶板—纵肋焊接构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ABAQUS交互技术建立了含初始裂纹的钢桥面板多尺度有限元模型,研究顶板—纵肋连接焊缝疲劳裂纹应力强度因子。分析了焊缝熔透率、顶板厚度、初始裂纹形状比等对双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明：钢桥面板—纵肋连接焊缝细节处疲劳裂纹为Ⅰ型主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型疲劳裂纹;双面焊缝顶板焊根处疲劳裂纹应力强度因子最大值比单面焊缝小64.3%,改善了顶板—纵肋焊缝的疲劳性能;焊缝熔透率对顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子影响较小;加厚顶板显著降低了顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子;随着初始裂纹形状比增大,裂纹应力强度因子减小。     

表面涂层裂纹的特性分析

采用有限元方法研究TiN涂层裂纹在弹性球循环挤压和滑动接触状态下的三维弹塑性特性,计算分析了涂层-基体的应力分布规律、涂层表面及界面裂纹的断裂强度。结果表明:在接触区边缘、涂层基体结合界面应力幅较大,容易萌生疲劳裂纹;裂纹强度J积分随载荷循环而呈周期性变化;涂层厚度、基体材料、裂纹形状、裂纹倾角等参数对涂层表面和界面裂纹的J积分有显著影响。     

位移法计算半椭圆表面裂纹应力强度因子影响因素分析

借助有限元分析软件ABAQUS建立含半椭圆表面裂纹有限厚度板有限元模型,根据计算得到的相关节点位移分别采用Chen-Kuang公式、Shih公式和1/4节点位移公式计算半椭圆表面裂纹应力强度因子,考察单元类型和裂尖附近区域网格参数变化对3种位移法计算应力强度因子精度的影响,根据计算结果给出各网格参数的合理范围。结果表明,3种位移法中Chen-Kuang公式计算结果波动最小;二次六面体全积分单元C3D20和二次六面体减缩积分单元C3D20R计算结果一致性良好,减缩积分单元计算结果受网格参数影响较小。文中的方法和结论可用于复杂工程结构中三维裂纹应力强度因子计算。