夹层材料裂纹体疲劳载荷作用下的J积分研究

通过弹塑性有限元方法研究了裂纹平行于界面时夹层材料在平行于界面时夹层材料在Ｉ型疲劳功载荷作用下扩展裂纹的Ｊ积分的适用性，结果表明，在疲劳裂纹的起裂阶段，Ｊ积分具有良好的守恒性，而在随后的疲劳裂纹扩展过程中，由于裂纹尖端区域残留应力的影响，Ｊ积分具有明显的路径依赖性。     

疲劳裂纹在焊接接头中的扩展及裂纹闭合的研究

焊接接头疲劳裂纹的扩展过程中存在着闭合现象．本文提出了考虑到宏观力学不均匀性时焊接接头的实验及数值分析模型,通过实验及弹塑性有限元法研究了焊接接头疲劳裂纹扩展及闭合现象,分析了裂纹尖端应力分布的变化．结果表明,焊接接头疲劳裂纹的扩展受裂纹闭合的影响,加载过程中裂纹尖端应力过零时对应的外载可作为裂纹张开载荷Pop．同时讨论了力学不均匀性影响疲劳裂纹扩展的本质．     

焊趾裂纹在疲劳载荷下的扩展

本文的目的在于研究疲劳载荷下的焊趾裂纹扩展规律,并通过它来分析有限长度焊趾裂纹前沿的应力强度因子分布。试验采用LY—12R 铝合金制成几种焊趾裂纹的模拟试样。用疲劳勾线法求出前沿各点的裂纹扩展速率并与平板表面裂纹试样进行了对比.认为:中心加载焊趾裂纹在长度方向的扩展速率高于中心加载平板表面裂纹;偏心加载焊趾裂纹在长度方向的扩展速率高于中心加载扩展速率。随着相对偏心的提高,裂纹沿长度方向的扩展速率亦增加;表面残余压应力可以有效地抑制焊趾裂纹在长度方向的扩展速率.     

焊接附件的形式、材料和焊缝布置对圆筒形薄壁结构几何不完善性的影响

本文首先分析了薄壁圆筒形结构在加焊附件后的几何不完善性(不圆整度)对低应力断裂的不利影响。然后用平板和曲板两种试样试验了不同刚度、不同材料、不同焊缝布置的附件对焊接横向收缩变形和角变形以及热处理变形的影响。提出了降低结构几何不完善性和提高承载能力的途径。     

硬夹层中含裂纹的非均质焊接接头的COD研究

本文将焊缝中含有裂纹的高匹配焊接接头或HAZ硬化区中含有裂纹的焊接接头以及过渡层较硬且其中含有裂纹的异种金属焊接接头简化为硬夹层中含有裂纹的非均质中心裂纹板,裂纹平行于硬夹层与软区的分界。用弹塑性有限元方法和云纹实验应运地这种模型的应变场、断裂参量COD等进行了研究。研究结果表明,材料的不均匀性对COD的影响是不可忽略的,特别当名义应力或名义应变较高时更是如此。COD随硬夹层宽度的增加而减小。     

硬夹层含垂直裂纹焊接接头弹塑性断裂行为的研究

本文将高匹配焊缝或热影响区淬硬层含横向裂纹的焊接接头简化为硬夹层含垂直裂纹的力学性能不均匀体摸型。采用实验和弹塑性有限元方法,研究了力学性能不均匀性对接头断裂韧性CMOD和断裂参量 CMOD 的影响规律,以及对两者影响的“同步性”问题。同时,在试验中采用密栅云纹方法,直观显示了裂纹面附近位移场的分布。     

附件角焊缝趾部裂纹对37SiMnCrMoV钢断裂强度的影响(宽板试验研究)

对位于应力集中区并且可能受到焊接角变形引起的附加弯矩作用的有限长度的焊趾裂纹来说,裂纹部分前沿总处于高应力区,其最大应力强度因子不在裂纹底部而在裂纹表面附近。裂纹底部处于平面应变状态而裂纹的表面前沿处于平面应力状态。焊趾裂纹对超高强度钢的静载强度的影响是否大于相同尺寸的平板表面裂纹是一个问题。本文对37SiMnCrMoV超高强度钢进行了宽板拉伸试验。试件上加焊各种不同刚度的附件,并在附件角焊缝趾部开人工裂纹,裂纹的深度有0.2板厚和0.4板厚两种,裂纹深长度比(a/(2c))分别为0.05和0.1。同时进行带同样尺寸裂纹的平板试验作对比。试验结果表明:对干37SiMnCr MoV钢而言附件焊趾裂纹对静载强度的影响大于平板上的表面裂纹。这种影响随着附件刚度增加而加剧。