熔合线含裂纹焊接接头复合角的研究

结合裂纹尖端应力应变场的分布规律,讨论了熔合线上舍裂纹焊接接头的COD断裂参量的分解情况。应用有限元方法分析了不同载荷作用下,不同组配焊接接头复合角φ与焊缝宽度的关系。进一步对熔合线上含裂纹焊接接头的复合角φ与焊缝应变硬化指数的关系进行了研究。结果表明,焊缝宽度、焊缝应变硬化指数以及接头组配对焊接接头复合角φ有很大影响。相对于焊缝宽度而言,强度组配对复合角φ有更为明显的影响,并且高组配和低组配焊接接头的复合角φ随着外加载荷的增加有相反的变化趋势。在同一外加载荷下,接头复合角φ随着焊缝应变硬化指数的增加而减小。     

焊接接头界面裂纹应力强度因子的数值分析

建立了一种新型界面裂纹尖端奇异单元模型,该单元能真实地反映界面裂纹尖端的奇异性状况.将奇异单元与全域杂交元结合,分析对接焊接接头界面裂纹,考察了裂纹长度和母材与焊接材料不匹配程度等因素对应力强度因子的影响.结果表明,在拉伸载荷作用下,两母材弹性模量差异很大时,剪切应力是接头破坏的主要因素;焊接材料的弹性模量较大时,界面裂纹的应力强度因子几乎不受焊接材料弹性模量的影响.     

考虑材料微观塑性损伤的焊接接头延性裂纹扩展行为分析

通过考虑材料微观塑性损伤，定量研究了焊接接头中强度匹配、试件几何形状对接头抗延性裂纹扩展行为的影响。对管线用钢焊接接头，测试了标准三点弯曲试样、同种接头及不同匹配状态的双边裂纹拉伸试样的阻力曲线。通过考虑材料塑性损伤的数值模拟，由标准三点弯曲试样的阻力曲线测试结果，得出反映材料微观损伤的特殊单元模型控制参量，再根据该参量对同种接头及不同接头强度匹配下双边缺口拉伸试件的阻力曲线进行了定量预测，其结果与试验结果相当吻合。结果表明，考虑塑性损伤的特殊单元模型能很好地描述接头的抗延性裂纹扩展阻力特性。     

复合加载方式作用下熔合线上含裂纹焊接接头的裂端场与断裂参量

针对复合载荷作用下熔合线含裂纹的焊接接头,应用弹塑性有限元方法分析了其裂端应力场的分布规律.并对不同组配焊接接头的COD断裂参量及其复合角进行了数值计算,讨论了加载角度和接头强度组配对焊接接头断裂行为及断裂参量的影响机制.研究结果表明,对于复合载荷作用下的熔合线含裂纹焊接接头,其裂端应力场同时受到加载角度以及材料非均匀性的影响.当加载角度较小时,复合载荷对接头性能的影响相对于接头组配的影响更为显著.而当加载角度达到并超过30°时,情况与之相反.     

相变超塑性焊接接头应力场的有限元分析

首次在弹粘塑性模型的基础上,建立了相变超塑性焊接的力学模型,通过对接头界面应力场的分析,提出工艺参数对接头焊接质量的影响规律。     

熔合线上含裂纹焊接接头裂端场及其断裂参量分析(I)

对熔合线上含裂纹焊接接头，应用有限元方法分析了其应力应变场的分布规律。与以往研究中假设裂纹位于焊缝中间的情况相比较，指出了熔合线含裂纹焊接接头，由于裂纹位置的变化造成了裂纹结构由张开型演化为张开型和剪切型裂纹的复合型-Ⅰ Ⅱ型裂纹模式。结合裂端的位移场，对其COD断裂参量的分解进行了讨论。更进一步，对其复合角及复合比例进行了数值计算，指出了复合角的影响因素和焊接接头分析的复杂性。     

含裂纹非均质焊接接头的残余应力分布

应用热弹塑性有限元的方法,研究了含裂纹非均质焊接接头的残余应力分布及板内塑性区特征。结果表明,对于焊前开裂纹接头,残余应力使板内裂尖附近产生明显的应力集中,残余应力的峰值高于焊接材料的屈服强度。此外,当裂纹尺寸大于焊缝宽度后,强度组配对应力集中的影响将逐渐减弱。     

熔合线上含裂纹焊接接头裂端场及其断裂参量分析(I)

对熔合线上含裂纹焊接接头,应用有限元方法分析了其应力应变场的分布规律。与以往研究中假设裂纹位于焊缝中间的情况相比较,指出了熔合线含裂纹焊接接头,由于裂纹位置的变化造成了裂纹结构由张开型演化为张开型和剪切型裂纹的复合型—Ⅰ+Ⅱ型裂纹模式。结合裂端的位移场,对其COD断裂参量的分解进行了讨论。更进一步,对其复合角及复合比例进行了数值计算,指出了复合角的影响因素和焊接接头分析的复杂性。     

强度失配焊接接头的裂纹尖端张开位移数值分析

采用有限元方法对平面应变条件下含裂纹不同强度失配的平板拉伸焊接接头进行了弹塑性分析,研究了焊缝与母材强度失配、裂纹长度、母材应力应变曲线类型等因素对焊接接头裂纹尖端张开位移的影响.结果表明,强度失配系数增大,焊接接头裂纹尖端张开位移值降低,裂纹长度越短,强度失配的影响越显著.母材无屈服平台时,裂纹尖端张开位移随外加应变的增大呈单调上升趋势,母材有屈服平台时,在高匹配或者裂纹长度较短时,裂纹尖端张开位移曲线会出现阶段性变化,这主要是由于母材形变硬化滞后焊缝变形所产生的.     

Effects of strength matching and crack depth on the fracture parameters for welded joints

ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｍａｔｃｈｉｎｇａｎｄｃｒａｃｋｄｅｐｔｈｏｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔｓＴａｎｇＷｅｉａｎｄＳｈｉＹａｏｗｕ（Ｘｉ＇ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａ...     

汽车车架支座及焊接接头的有限元分析

汽车车架是汽车结构的重要组成部分,实际行驶中车架上的某些焊接部位常常发生开裂现象,严重影响汽车行驶的安全性.对某型越野车车架支座及焊接接头进行了有限元分析,考虑到焊缝强度和焊接咬边的影响,研究了车架支座受静载荷作用下的应力应变分布和焊缝强度对焊接接头应力应变分布的影响,找到了结构的薄弱位置,指出焊缝强度高匹配对改善焊接接头应力应变分布有利,为合理制定焊接工艺提供了参考.     

热影响区软化焊接接头应力分布特征及强度预测

细晶粒钢焊接接头热影响区晶粒粗化引起强度的局部下降，对接头承载能力的影响需要做出定量评价。有限元分析发现，在热影响区软化焊接接头的拉伸试样上，Mises等效应力分布具有确定的特征：在软化的热影响区减小，在与之相邻的焊缝区和母材区相应升高，分布规律符合指数函数规律，在热影响区与焊缝及母材的交界面上发生突变，突变的幅度与交界面两侧材料的屈服应力差值及外加载荷有一定相关性；在焊缝及母材区Mises等效应力增加量的积分等于热影响区减少量的积分。在此基础上提出了预测热影响区软化焊接接头强度的方法，其预测结果与有限元分析有很好的一致性，可用于热影响区软化焊接接头强度的预测和高匹配接头的强度设计。     

Effect of strength matching on the reliability of welded pipe with circumferential surface crack

0　IntroductionSafetyassessmentofweldedstructurewithcracksbasedon“FitnessforPurpose”principlehaswidelybeenresearchedathomeandaboard.AseriesofassessmentcriteriasuchasIIW-1159-90,WES-2805havebeensetup.Butallthesecriteriaarebasedondeterministicfracturemechanics.Inengineeringstructures,therearemanyuncertainfactorssuchasmaterialproperties,geometryandexternalloading(wind,earthquakeetal.).Becausetheuncertainfactorscannotbeoverlooked,theresponsesofstructuresbecomeuncertainaswell.Recently,calcula…     

Numerical simulation of soldered joints and reliability analysis of PLCC components with J-shape leads

This paper deals with a study on SnPb and lead-free soldered joint reliability of PLCC devices with different lead counts under three kinds of temperature cycle profiles, which is based on non-linear finite element method. By analyzing the stress of soldered joints, it is found that the largest stress is at the area between the soldered joints and the leads, and analysis results indicate that the yon Mises stress at the location slightly increases with the increase of lead counts. For PLCC with 84 leads the soldered joints was modeled for three typical loading （273 -398 K, 218 -398 K and 198 -398 K） in order to study the influence of acceleration factors on the reliability of soldered joints. And the estimation of equivalent plastic strain of three different lead-free solder alloys （ Sn3.8AG0. 7Cu, Sn3.5Ag and Sn37Pb ） was also carried out.     

激光拼焊板HAZ力学性能的预测及有限元分析

提出采用加权平均方法描述激光拼焊板热影响区(Heat affected zone,HAZ)与母材、焊缝的性能关系,通过单向拉伸试验获得母材和焊缝的力学性能,据此建立热影响区性能参数的计算模型,并采用ABAQUS有限元软件进行仿真分析.结果表明,采用模拟与试验结果的对比确定了合理的权重系数,同时验证了所求热影响区性能的有效性.作为对比,采用混合法则方法求得热影响区性能,并与加权平均方法的模拟结果进行比较,发现采用加权平均法的模拟结果与试验结果的差别更小,更接近于试验结果.     

熔合线上含裂纹的不等组配焊接接头裂端场及其断裂参量分析(Ⅱ)

对熔合线上含裂纹的焊接接头，应用有限元方法分析了其模型复合型裂纹的裂纹张开位移（COD）断裂参量与材料组配的关系。结合裂端的位移场的分布，对焊接接头COD断裂参量的分解进行了讨论。更进一步，对不同载荷作用下，熔合线含裂纹焊接接头Ⅰ模型与Ⅱ模型裂纹，即Ⅰ＋Ⅱ型复合裂纹的COD断裂参量的Ⅰ型和Ⅱ型分量DⅠ和DⅡ值进行了数值计算，并对数值解的结果进行了曲线拟合和线性回归，得到了焊接接头的COD断裂参量工程计算方法。