含复合型裂纹焊接接头断裂性能及其安全性评定方法研究-材料加工工程专业论文.docxVIP

摘要含复合型裂纹焊接接头断裂性能及其安全性评定方法研究学科:硕士生:(签名):困-耳导师:(签名):选叹答辩日期:2006.3摘要焊接接头是一个力学和几何上极为复杂的不均匀结构体。为了深入研究焊接接头断裂性能及其评定工程化方法，本文对含I+n应力复合型裂纹焊接接头进行了深入的分析，并提出其安全性评价的工程化方法。针对含I+n应力复合型裂纹的焊接接头，应用弹塑性有限元方法分析了其裂纹尖端应力场的分布规律。并对不同加载角度、不同组配焊接接头的C口D断裂参量及其复合角进行了数值计算。进一步基于数值解的结果，讨论了加载角度和接头强度组配对焊接接头中应力复合型裂纹的断裂行为及其断裂参量的影响机制.研究结果表明，无论何种强度组配，焊接接头裂纹尖端应力场等值区的分布是不对称的。裂端上部发生锐化现象，而裂端下部发生钝化现象。断裂参量COD值的大小同时受到加载角度以及接头组配的影响。加载角度对焊接接头中复合型裂纹I、n型裂端场的主导性存在很大的影响，而接头强度组配对其影响不明显。因此，在进行含应力复合型裂纹的焊接接头的C口刀断裂参量的计算时，必须考虑这些因素的综合影响作用。最后，本文结合工程实际，对含I+n应力复合型裂纹的焊接接头中，断裂驱动力的变化规律进行了讨论，并对安全性能评定的工程化方法进行了研究，提出了断裂参量COD及其复合角的工程估算公式。估算结果与有限元结果相比，吻合较好。关键词焊接接头有限元方法裂纹张开位移加载角度复合角2AbstraCtSTUDYONTHEFRACTUREPERFORMANCEANDENGINEERINGTREATMENTOFWELDEDJOINTSCONTAININGMIXEDCRACKSSPeciality:Candldat6:(Signature):‘.加SuPervlsor:ProfZha(Signature):二石(AbatractIt15verydifficultto砚洛esstheintegrityofweldedjointsbecauseit15acomPlexitystrUeturewithmechanicalheterogeneityandgeometricaluncontinuity.InthisPaper，atfirs仁thefraeturebehaviorsofweldedjointscontainingthe而xedmodel+11eraek15investigated，andthenanewengineeringtreatmentmethodtoassesstheinteghtyofweldedstr’Ucturecontainingdefects15developed.Byusingelasto，lasticfinite月ementmcthod，thecrack一tipfieldofwcldedjoint，whichcontainingthemixedmodel+11cra残areanalvzcd.BaseduPOn，thefractureparameterCODanditsmixityanglesofmismatehedweldedjointsarecalculatedunderthedi月贻rentloadinglevelandangle.However，theinfiuenCesfaetorsoftheloadinganglesandthe而s一matchedstrengthofweldedjointsareanalyzedindetailalso.Thes加ulationresultsshowtha‘thecracktiPstress一strainfield15asymmetrical，theuPpershaPeofcrack一tiP15sha耳沁ned，andthelowershapeofcrack一P15bluntedobviously.Forthemore，thefraetUreParameterCODehangeswiththeloadingangleandstrengthmatehingParametersofweldedjoints.Theeffectofloading幼砂eonthedominationofmode1or11ofthemixedmodel+11craek15eviden仁andinthesametime，theeffeetofstrengthmatching15lessthanthatofloadangles.AndthevaluesofmixityanglesdependontheloadinganglesandstrengthmatcbingParametersrespsctively.Asaresul仁theabovefactorsmus