关于残余应力对焊接接头ctod设计曲线的影响

《关于残余应力对焊接接头ctod设计曲线的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com残余应力对焊接接头CTOD设计曲线的影响——吕涛赵海燕史耀武文章编号：1004—132x(2002)05一O437—05残余应力对焊接接头CTOD设计曲线的影响吕涛赵海燕史耀武摘要：基于BSIPD6493：1991初级评定，采用热弹塑性有限元分析方法，研究了残余应力和强度姐配对横向裂纹平板对接接头cTOD设计曲线的影响规律结果表明，强度组配和残余应力对cToD设计曲线具有明显的影响；残余应力对接头中的短裂纹影响较大，PD6493：l991初级评定不适用于接头中含有住于拉伸残余应力区内的短裂纹情形，随着裂纹足寸的增大，残余应力的影响逐渐减弱；在

2、应用PD6493：1991初级评定曲线对接头中的太裂纹情形进行评价时，将得出偏于保守的结果。关键词：CTOD设计曲线；横向裂纹；焊接接头；残余应力；强度组配中图分类号：TG404；TGl15．5文献标识码：A裂纹尖端张开位移(CTOD)是弹塑性断裂力别是在全面屈服情况下，基本上是依靠一些经验学的重要参数之一，由于它直接反映了裂纹尖端关系，但是，由于CTOD参量是断裂力学诸参量的状况，因而特别适用于力学性能不均匀的焊接中惟一可以直接观测的参量，在实际评定的过程接头以Dugdale—Muskhdishvili(D—M)带状中易于操作，因而在结构的完整性评价中得到了屈服模型为基础而发展起来的设计

3、曲线，其代表广泛的使用。有早期Burdekin设计曲线和英国BSIPD6493：PD6493：l99l初级评定是基于CTOD方法l991初级评定n但是，上述评定方法均是在均的评定方案，它以无量纲应力／为控制参数，质材料的基础上建立起来的。研究表明，焊接接头这里，为外载引起的应力，为材料的屈服强的力学不均匀性及焊接残余应力对裂纹驱动力具度。在该评定中．由载荷引起的裂纹尖端张开位移有不可忽视的影响[3~63，那么，当评定规范用于含。箍砸，≤ou．51I缺陷焊接接头时，这种影响就必然应在缺陷评定过程中体现出来。箍(～：。．5』由于实际：程中焊接接头材料组配的随机性Kl—、厂(2)和复杂性．以及焊

4、接过程中的热影响，要从本质上式中，d为材料的屈服强度；E为扬氏模量；d取结构在承解决焊接接头的缺陷评价问题，必须进行系统的载状态下的最大拉伸应力，如果考虑焊接所引起的拉仲研究。本文以有限元计算结果为依据．以英国残余应力，则应将材料的屈瞰应力作为拉伸残余应力包PD6493：l991中的初级评定为讨论对象，探讨含在O--中；K-为应力强度因子焊接接头的材料组配变化及残余应力对CTOD将式(2)代人式(1)中，可得到设计曲线的影响规律≤11PD6493：l991初级评定警(25jJ以裂纹尖端张开位移为裂纹扩展驱动力的令一，并取安全系数为2，则由式(3)可得出CTOD设计曲线．是在D—M分析模型及

5、焊接宽板拉伸试验的基础上，由英国焊接研究所发展起一一1来的一种可用于全面屈服状态的断裂工程分析方一一I一25J>。．sJ法尽管CTOD方法是建立在过多的与实际有一式(4)便是由PD6493：199l初级评定导出定距离的假设前提下的．缺乏严密的理论基础，特的C'I’OD设计曲线。这里，用无量纲系数≠表示裂收稿日期1999一【0—15修回日期200卜，12-21纹尖端张开位移的大小，用／表征外加载荷的基金项目：国家自然科学基金资助项目(59475065)大小。·437·维普资讯http://www.cqvip.com中国机械工程第l3卷第5期2002年3月上半月o-中含有焊接残余应力的成分，期

6、的工作中已得到了证明。PD6493：1991初级评定考虑了焊接所引起的残上述焊接接头可通过埋弧自动焊获得。作为余应力影响．但没有考虑接头材料强度组配的问后面计算焊接温度场的基础，采用的焊接工艺参题。在以下的分析中，一律以母材金属的屈服强度数如下：焊接电流为720A，电弧电压为35V，焊fYB为参考点，即Y—dYu，￡一b。速为gmm／s，当不考虑残余应力时，式(4)中的。一O-，为采用AD1NA／ADINAT有限元分析软件。加载面上与加载位移相应的加载拉应力。将式(4】将焊接热源简化为固定热源根据上述焊接工艺中的v换为n．可得到不考虑残余应力时用于参数．由ADINAT计算出非线性瞬态焊接温

7、度焊接接头的PD6493：1991初级评定CTOD设计场．并生成记录各结点温度随时间变化信息的文曲线。件将上述产生的温度影响．作为温度载荷引入热当考虑焊接残余应力时，o-一+o-，为残弹塑性有限元计算中，从而得到考虑焊接残余应余应力引起的二次拉伸应力值。由PD6493：199l力情形下的计算结果。在具体的有限元计算中，由规定，o-为材料室温下的屈服强度，这里取一于材料的不均匀性，为保证每一步加载后加载面dYB显然，此时d