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1、第! “卷!第#期 !$%年 ; ? !$%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荆洪阳!徐连勇!霍立兴!张玉凤! 天津大学 材料学院“ 天津!% $ $ $ J !#摘!要!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
2、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%关键词!强度匹配 O P# 试 样 和 双 边 缺 口 拉 伸 !4 8 Q 9 ;1 P G ;* 8 H - ? 3 0 ! 0 + , - ) “ + - 31 . ( 1 0 . / “ 0 ( *? - 0A 2 0 3 4; 0 / - 3 !I!UN E“!UN E“!W“#!W“C K $ # # J ! 9 P # J ! $: !J $图!试样几何形状! “ # $ !B 1 0 + “ ; 0 )+ ( ) * “ # 5 . - / “ ( ) 对三点弯曲试样# 裂纹
3、尖端张开位移!# $ % 模 型进行$ 图! E给出了试样几何形式对阻力曲线图“!8曲线测试结果! “ # $ “!8 C + 5 . ? G E E ? P !)!Y !) P8 OH L ; 9 8 H E M OI H ? Q ; L E X M 8 ?H a 89 E ? G ;I 8 ? E H 8 ? P E H E#,% $N ? 8 8 9 M ; ? H Q ; I(:2 ; E ?% - “ 3)L Z c L P 9 ; E ? O M O GU(: D 8 I H 8 O)T 9 Q a ; ?) 9 M I L ; ? I% = M)(%, 8 O ? E H L42
4、%0 M G G M O I,): ) O; f F9 ; = I(: - 1 1 1 ? E O I E ; ? O ; H FM I - “ 3) L E M ; O G P Q: O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作者：荆洪阳， 徐连勇， 霍立兴， 张玉凤 作者单位：天津大学,材料学院,天津,300072 刊名：焊接学报 英文刊名：TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION 年，卷(期)：2003，24(6) 被引用次数：0次参考文献(10条)参考文献(10条)1.Mina
5、mi F.Ohata M.Toyoda M Determination of requiredtoughness of materials consideringtransferability to fracture performance evaluation for structure components 19972.Minami F.Ohata M.Toyoda M Fracture toughness requirement for fracture performance evaluation ofwelded joints based on the local approach
6、19963.Kirk M T Effect of constraint on specimen dimensions needed to obtain structurally relenttoughness measures 1997(02)4.Howard I.Othman A Simulation of the behavior two large scale tests using ductile damage mechanicsmodels derived from small scale laboratory data 19955.Wang Y Y Two-parameter ch
7、aracterization of elastic-plasticcrack-tip fields and application tocleavage fracture 19916.Beremin F M A local approach to cleavage fracture of nuclear pressure vessel steel 19837.Mudry F A local approach to cleavage fracture 1987(01)8.Xia L Shih C F A numerical study using computation cells with m
8、icro-structurally based lengthscales 1995(02)9.Xia L.Shih C F Void nucleation and geometry effects on macroscopic fracture behavior 1996(03)10.Tvergaard V Materials failure by void growth to coalescence 1990(01)相似文献(4条)相似文献(4条)1.期刊论文 张建勋.李继红.ZHANG Jian-xun.Li Ji-hong 焊接接头损伤条件下的断裂力学参量数值模拟 -焊接学报2006,2
9、7(10)利用弹塑性损伤-应变耦合有限元方法研究了不同强度匹配焊接接头中母材区断裂应变的变化对焊缝区裂纹断裂力学参量J积分的影响规律.结果表明 ,对于强度高匹配、等匹配和低匹配的焊接接头,在焊缝区各项力学性能参数保持不变的条件下,随着母材区断裂应变的减小,焊缝区的塑性应变及裂纹扩 展驱动力J积分均有明显的提高;随着接头强度匹配比M的降低(母材屈服强度的升高),母材区断裂应变的变化对J积分值的影响作用减小.2.期刊论文 李继红.张建勋 断裂应变对含损伤焊接接头裂纹扩展驱动力影响的数值 -焊接学报2004,25(1)利用弹塑性损伤-应变耦合有限元方法,对含有损伤的焊接接头三点弯曲裂纹试样进行了模拟
10、计算,讨论了母材区的断裂应变fB的变化对焊缝区裂纹 的扩展驱动力J积分的影响规律.结果表明,焊缝中裂纹的断裂行为受到焊缝两侧母材断裂应变的明显影响.对于无论何种强度匹配的接头,在焊缝区各项力 学性能参数保持不变的条件下,随着母材区断裂应变的减小,损伤率的增加,损伤区的扩大,焊缝中裂纹韧带区塑性应变及裂纹扩展驱动力J积分均有明显的 提高;随着接头强度匹配比M的降低(即母材屈服强度的升高),母材区断裂应变的变化对J积分的影响作用逐渐减弱;随着焊缝宽度的逐渐增加,母材断裂应 变的变化对J积分的影响作用逐渐减弱,焊接接头试样的计算J积分值逐渐趋向于全焊缝材料试样计算得到的J积分值;当焊缝宽度增加到2H
11、/a约为0.6时,母 材断裂应变的变化对焊缝区裂纹扩展驱动力J积分的影响作用完全消失.3.期刊论文 李继红.张建勋 含损伤焊接接头裂纹体J积分的有限元数值研究 -西安交通大学学报2003,37(9)针对三点弯曲裂纹试样,利用弹塑性损伤-应变耦合的有限元方法,研究了在不同强度匹配焊接接头中,母材区断裂应变的变化对焊缝区裂纹断裂力学 参量J积分的影响规律.研究结果表明,在焊接接头中,材料损伤的出现将使裂纹扩展驱动力J积分增加,即裂纹更易扩展.对于高、等和低匹配的焊接接头 ,在焊缝区各项力学性能参数保持不变的条件下,随着母材区断裂应变的减小,焊缝区的塑性应变及裂纹扩展驱动力J积分均有明显的提高,使结
12、构的安全性 下降.随着接头强度匹配比的降低(母材屈服强度的升高),母材区断裂应变的变化对J积分的影响作用逐渐减弱.4.会议论文 张建勋.李继红.裴怡 焊接接头损伤条件下的断裂力学参量数值研究 2005本文利用弹塑性损伤-应变耦合有限元方法研究了不同强度匹配焊接接头中母材区断裂应变的变化对焊缝区裂纹断裂力学参量J积分的影响规律.研究 结果表明,对于高、等和低匹配的焊接接头,在焊缝区各项力学性能参数保持不变的条件下,随着母材区断裂应变的减小,焊缝区的塑性应变及裂纹扩展驱 动力J积分均有明显的提高;随着接头强度匹配比M的降低(母材屈服强度的升高)母材区断裂应变的变化对J积分值的影响作用减小.本文链接：http:/ 授权使用：中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司(zgsytrqjzsh)，授权号：12f72ea9-806d-484c-bd9c- 9e7b0139677d 下载时间：2011年1月30日
