根据断裂力学预测焊接构件的疲劳寿命

本文介绍了由焊趾始裂的疲劳裂纹的弹-塑性断裂力学解,通过用应变项代替通常的应力项便可将该解用于解决塑性问题。由于引入了有效裂纹长度,该解可用来解释很短裂纹的传播问题。这里的有效裂纹长度是真实裂纹长度再加上l_o值,l_o是材料和材料状态的特征常数。本文也考虑了平均应力和裂纹前沿的形状对由该解得到的强度因子的影响。就焊接试样的弹性和塑性应变场里的裂纹而言,当用该强度因子来表达时,裂纹增长结果与弹性长裂纹的数据非常吻合。当结合包含裂纹增长的所有阶段的传播模型考虑时,用该强度因子对两种钢的对接焊和填角焊试样总寿命的预测也是成功的。对应于对接焊试样破坏时的界限应力等于光滑试样疲劳极限应力除以弹性应力集中系数。然而,填角焊试样的对应于破坏时的应力值却比疲劳极限应力除以弹性应力集中系数所得的值高一些。在这两种应力值之间的各应力下,裂纹将起始于填角焊趾区,但决不会传播至破坏。