含横向裂纹的力学不均匀焊接接头的J积分研究

利用MARC有限元程序提供的Delorenzi虚拟裂纹扩方法计算了平面应力条件下不同强度匹配的含横向裂纹的焊接接头模型在不同载荷下的广义J积分并对其进行了修正。通过对焊缝与母材的强度差别及积分路径中包含的焊缝与母材界面长度的修正,得到了适用于含横向裂纹的力学不均匀焊接接头的修正J积分。     

力学性能不均匀焊接接头的强度预测

提出一种评价力学性能不均匀焊接接头强度的方法。从管线钢的低匹配焊接接头截取试样,进行硬度测量和拉伸试验。根据已有的材料硬度值和强度的关系,确定其屈服应力、最大载荷处的真应力和加工硬化指数。从而利用焊接接头的硬度分布,得到其对应各区域的局部材料性能。建立焊接接头的有限元模型,将焊缝和热影响区分割成小区,输入对应的材料性能参数,这样使有限元模型中能较准确反映焊接接头的力学不均匀性;进行有限元计算,得到相应焊接接头的试样的屈服强度和抗拉强度。与对应拉伸试验结果比较表明,这种预测焊接接头强度方法的精确度为±40 MPa。     

关于焊接接头分区不均匀裂纹体的J积分

用反例证明了分区不均匀介质中J积分的不守恒性。注意到应力应变分量的间断性,提出了J^*积分以修正J积分。进而说明了J^*积分的守恒性、物理意义及其能量率表达式的适用性。对用有限元分析分区不均匀介质时,提出了界面单元的概念和构造方法。     

关于焊接接头分区不均匀裂纹体的J积分

用反例证明了分区不均匀介质中J 积分的不守恒性。注意到应力应变分量的间断性,提出了J~*积分以修正J 积分。进而说明了J~*积分的守恒性、物理意义及其能量率表达式的适用性。对用有限元分析分区不均匀介质时,提出了界面单元的概念和构造方法。     

焊接接头的动态力学响应研究

利用ＳＨＰＢ压杆装置对烛接接头的不同区域进行了高压变速率下的冲击试验,分别获得了相应区域的应力－时间和应变率－时间曲线,研究了焊接接头在高压变速率下的动态力学响应。研究结果表明,利用入射波和透射波峰值的比较,可以获得焊接接头的应力强度水平;焊接接头的力学不均匀性对结构的动态应力响应有较大的影响。     

高匹配焊接接头裂纹的J积分研究

本文研究了含有纵向裂纹或缺陷的高匹配焊接接头材料不均匀性和焊缝宽度对弹塑性断裂表征参量J积分的影响规律.高匹配焊缝被理想化为含有一平行裂纹的一个硬夹层,其屈服应力高于母材.在平面应力条件下利用弹塑性有限元计算得到数值解.研究结果表明,材料不均匀性和焊缝宽度对J积分值有显著影响,特别当名义应力或名义应变较高时影响更大.因此,估算高匹配接头的裂纹推力时必须对此加以考虑.     

裂纹长度、焊缝宽度及强度组配对焊接接头J积分的影响

采用虚拟裂纹扩展法对焊接接头力学不均匀体的断裂参量J积分进行了数值模拟分析，考察了焊接接头J积分的守恒性以及不同的裂纹长度（a/W=0.1-0.5)，焊缝宽度（H／c=0.1-0.5)和强度组配（M＝0.6-1.4)在加载过程中对J积分的影响，计算结果表明：焊接接头裂纹尖端近场的J积分具有路径依赖性，而在远离裂尖的J积分表现出路径无关性。强度组配因子M对J积分值有很大的影响，焊缝宽度，裂纹长度对J积分值也有影响。     

STUDY ON DYNAMIC J-INTEGRAL OF MECHANICAL HETEROGENEOUS WELDED JOINT

Welded joint is a mechanical heterogeneous body, and mechanical heterogeneity has great effect on dynamic fracture behaviour of welded joints. In the present investigation, dynamic response curve and dynamic J-integral of practical undermatched welded joint and whole base and whole weld three-point-bend (TPB) models containing longitudinal crack are computed. Dynamic J-integral is evaluated using virtual crack extension (VCE) method and the computation is performed using MARC finite element code. Because of the effect of inertia,dynamic load response curve of computed model waves periodically. Dynamic J-integral evaluated by VCE method is path independent. The effect of inertia has little influence on dynamic J-integral curve. The value of dynamic J-integral of undermatched welded joint is lower than that of whole base metal and higher than that of whole weld metal. The results establish the foundation of safety evaluation for dynamic loaded welded structures.     

焊接力学非均匀体低周疲劳循环滞回能实验研究

通过16MnR压力容器用钢焊接接头的低周疲劳实验,研究了母材、焊缝和热影响区的循环滞回环特性及其变化规律提出了焊接接头疲劳失效的定义,建立了循环滞回能及总耗散能与疲劳寿命之间的实验关系式;讨论了焊接力学非均匀性对疲劳损伤的影响.     

不锈钢0Cr18Ni10Ti焊接头高温、高应变率下的动态力学性能木

利用带有加热装置和同步组装系统的Hopkinson压杆系统对反应堆工程管道材料0Cr18Ni10Ti焊接头的母材和焊缝进行了高温、高应变率下的动态力学性能测试．实验的应变率范围为20m-3800s^-1,温度范围为25—600℃,得到了材料在不同温度和应变率耦合作用下的应力-应变曲线．着重考察了两种材料塑性流变应力的温度和应变率敏感性,并得到了它们的Johson—Cook（J-C）模型．实验表明,母材和焊缝材料均具有较强的热软化效应及应变强化效应,而应变率强化效应相对较弱,并且这些效应本身也受到温度的影响．温度较高时,材料的塑性流变应力受应变和应变率强化的程度减弱,在一定变形量下甚至出现降低趋势．根据热激活位错运动理论对上述现象的内在机理进行了解释和探讨,并对试样的金相组织进行了观察和分析．     

A J-INTEGRAL ANALYSIS OF CRACKS IN OVERMATCHED WELDED JOINTS

The effects of material inhomogeneity and weld width of the overmatched welded joints with alongitudinal crack or flaw upon the J-interal,a characterizing parameter for elastoplasticfracture,have been studied.The overmatched weld is idealized to be a parallelly cracked andsandwiched hard layer,the yieht stress of which is higher than that of the base metal.Numeri-cal solutions were obtained by using elastoplastic finite element method under the assumptionof plane stress.The resuits show that the values of J-integral are remarkably affected by thematerial inhomogeneity ant the weld width especially when the nominal stress or nominalstrain is comparatively high,which,therfore,should be taken into account when evaluatingthe crack driving force for an overmatched joint.     

压力容器D类焊接接头质量浅析

通过分析压力容器D类焊接接头的结构形式、组织状态、受力条件和缺陷检测等特点，说明了D类焊接接头是压力容器的一个很重要的质量环节，必须予以足够的重视，同是给出了问题的解决方案和建议。     

高强匹配T91/12Cr1MoV异种钢焊接接头力学性能

对高强匹配的T91／12Cr1MoV异种钢焊接接头分别进行常温力学性能和高温持久试验,试验结果表明,常温拉伸试样均断在12Cr1MoV母材侧,接头的强度高于12Cr1MoV母材;接头中焊缝的硬度值最高,为317HV;焊缝常温下的冲击韧性为86kJ／cm^2,高于12Cr1MoV母材;接头的高温持久性能明显低于12Cr1MoV母材,失效位置(接头的薄弱环节)在12Cr1MoV侧的熔合线附近。     

减小表面氧化膜对LD2扩散焊接头不利影响的工艺

在LD2扩散焊试验中采用机械清理,同时,在一定温度和真空环境下施加瞬间大压力的方法,减小了Al2O3,氧化膜的不利影响,提高了接头的焊合率。