某低合金钢及焊缝金属失效分析及安全评定

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要海船属于全焊接构件，受焊接工艺的影响，焊缝中难免会存在缺陷，这些缺陷增加了构件的脆性倾向，容易导致脆断的发生。另外在实际服役条件下，海船还不可避免地会受到海浪冲击等动载的作用，而高载荷速率又会提高结构钢的缺陷敏感性，使得韧一脆转变温度向高温推移，这对构件的安全服役十分不利。断裂力学的快速发展为含缺陷结构的安全评定奠定了理论基础，推动了合于使用原则的发展和应用。在已建立的用于焊接结构的验收标准中，R6是典型的采用J准则和失效评定图FAD(failureassessmentdiagram)技术的评定方法。本文即采用有缺陷完整性评定方法对某船体钢和焊缝金属在静载和

2、动载下的安全性进行了评定，并根据ASMEIWB-3650标准提供的SC图评定结构的失效模式，得到了如下的结论：静载条件下，907A钢与其焊缝金属具有相近的抗断性能，二者均具有足够的承载能力，二者的失效模式表现为塑性变形失效或弹塑性断裂失效，有足够的塑性、韧性储备和满意的安全裕度；动载条件下，907A钢(母材)仍表现有足够的承载能力，其失效模式表现为弹塑性断裂模式，有足够的塑性储备和满意的安全裕度，而焊缝金属的承载能力却严重丧失，失效模式转变为脆性断裂形式，表现出对动载的不适应性i当载荷速率由K=100MYa4m／s提高到K=107MPa4m／s之后，907A钢及焊缝金属的失效点对应的SC

3、值都有明显的提高，对于母材来说，SC值随载荷速率提高而升高，表明弹塑性断裂中的塑性变形量的降低，尚未出现脆性断裂模式，而对于焊缝金属，sc值随载荷速率的提高而升高，则表明断裂模式由弹塑性断裂转变为脆性断裂，这当然应成为我们密切关注的问题。关键词：含缺陷结构：失效评定；R6方法；SC图；临界裂纹尺寸：失效模式．监玺鎏三堡拦罂圭主笙I盗。。。．．．。。；。；AbstractTheinevitabledefectsintheweldedshipincreasetheship’Sbrittlefracturetendency，Ontheotherhand，theshipsalwayssuppor

4、tthedynamicloadingwhileinservice．AndthedefectsensitivityofthestrucnJralsteelwillincreaseswitlltheloadingrate．thesewillbeharmfultothesafetyoftheship．TherapiddevelopmentoftheFractureMechanicsestablishestheacademicfotmdationofthesafetyassessmentofstnlctIIrescontainingdefectsandimprovesthedevelopment

5、ofthefitnessforpurpose．R6iSthetypicalassessmentmethodadoptingtheJruleandfallureassessmentdiagram(FAD)techniqueinthestandardsforcheckandaccept．TheintegrityofstructurescontainingdefectswasusedtOassessthesafetyoftheshipbuildingsteelandweldinginthestaticanddyrnarnicloadingiUthisthesis，andassessthefai

6、luremodeofthestructnreaccordingtotheSCfiguresimultaneously．Themainresultsareasfollows．1．Intheconditionofstaticloading，therearesimilarffacturepropertiesandenougllabilitiessufferingloadinsteel907Aanditsweldingmetal，andtheplasticfailureorelastic．plasticfailuremodeispresentedinboththem．asaconsequence

7、，thestorageofplasticityandtoughnessisenoughandthesecurityissatisfactory．2．Intheconditionofdynamicloading，thereisstillenoughsufferingloadingability,theelastic—plasticfailuremodeispresented，thestorageofplasticityandtough