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低合金钢焊接接头损伤机理和损伤演变的研究

郝谦

  本文从焊接接头的宏观力学不均匀性这个本质特征出发,将低合金钢焊接接头抽象为力学不均匀体模型,从焊接接头的微观组织损伤演变、焊接接头损伤的宏观力学特性和焊接接头损伤的模拟计算这三个方面对低合金钢焊接接接头的损伤进行了研究。首先,从微细观上对焊接接头力学不均匀体模型在单调拉伸过程中的损伤行为进行了扫描电镜(SEM)动态观察,发现焊接接头模型的损伤主要是在试样发生颈缩以后才开始产生的,而且损伤都主要发生强度较低的软区内,软区内的损伤以脆性相的开裂和沿晶开裂为主。其次,从宏观上运用损伤力学的方法对焊接接头力学不均匀体模型在低周疲劳下的损伤行为进行了研究。用材料循环应力幅的变化定义了一个新的损伤变量D并发展了一个新的材料低周疲劳损伤模型,进行了焊接接头力学不均匀体模型的低周疲劳损伤试验。研究表明对于高匹配的焊接接头,随焊缝宽度的增加,在低周疲劳条件下发生断裂时的循环次数在下降,而损伤的发展则在加快。最后,在损伤的模拟计算上,利用MARC有限元分析软件所带的修正Gurson损伤模型,对焊接接头力学不均匀体模型在单调拉伸过程中的损伤行为进行了计算。通过计算发现在低匹配的焊接接头中,损伤主要发生在低强度的焊缝中,并且焊缝宽度越小,焊接接头的损伤就越严重;而在高匹配的焊接接头中,损伤主要发生在紧临焊缝的强度较低的母材上,随高强度焊缝宽度的增加,焊接接头的损伤发展程度加剧,当焊缝宽度小于3mm时,高强度焊缝的加入对焊接接头能起一个强化的作用,提高了焊接接头的抗损伤能力。……   
[关键词]:焊接接头;力学不均匀性;损伤;有限元法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京工业大学2001年