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《焊接接头热影响区的海水腐蚀疲劳裂纹扩展速率》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期实验力学5%∗6,(∀6!!∀年#月∃%&∋()∗%+,−.,∋/0,(1)∗0,23)(/247忱6!∀焊接接头热影响区的海水腐蚀疲劳裂纹扩展速率8薛以年徐纪林李禾9中国科学院力学研究所:摘要本文采用1型板状坪接接头试件承受育曲循环载荷进行空气中和海水自由6,<,腐性条件下的疲劳裂纹扩展试脸9海水中试脸条件为及;∀一心加载频率∀6海水#3%%,沮度#∀2士2:得到了海上平台姻,=>?#=坏接接头热影响区在空气中和海水,6中裂纹扩展速率≅ΑΒ己ΧΔ△尤曲线和.ΑΕΦΓ公式中相应的2和。位并进行了讨论应用本文得到的试脸数据,用断裂力学方法对板状坪接接
2、头在空气中和海水中自由,,腐性条件下的疲劳裂纹扩展寿命进行了佑算结果表明在适声考虑裂纹起始寿命的情,6况下用断裂力学方法佑算的疲劳裂纹扩展寿命与试验结果相当符合文中还讨论了初始裂纹尺寸的选取对佑算裂纹扩展寿命的影响6,,6关链词焊接接头海水庸蚀疲劳疲劳裂纹扩展速率前盲,导管架海上平台在海水腐蚀与海浪载荷的共同作用下主要的强度破坏形式是从管节点焊缝热点处产生腐蚀疲劳裂纹而导致断裂6由于导管架是大型焊接结构,裂纹扩展寿命占总寿命的大部分,因此基于疲劳裂纹扩展数据的断裂力学分析方法是估算导管架海上平台管节点疲劳寿命,6的有效途径近年来国内外在这方面的研究工作进展很快过去许
3、多工作大都是研究各种钢材的海水腐蚀疲劳裂纹扩展,实际上导管架平台的腐蚀疲劳裂纹通常产生在管节点热点焊趾,,,处然后沿交贯线向弦管的壁厚方向发展并穿透壁厚裂纹基本上在焊缝热影响区内扩展所以,对焊接接头热影响区的腐蚀疲劳裂纹扩展进行研究是十分必要的至今这方面的研究和发表的试验数据还比较少。,#6,海水腐蚀疲劳裂纹扩展规律是受加载频率和海水温度等因素影响的频率越低扩展速率越,,Η=,月】快温度越高也增加扩展速率所以海水腐蚀疲劳裂纹扩展试验必须模拟海浪载荷的低频,6率循环加载并在一定的海水温度下进行本工作采用1型板状焊接接头试件以模拟管6!Ι!年Ι月#∀日收6·本项目得到国
4、家自然科学荃金资助一=!>一,6节点热点焊趾处的弯曲受力状态并满足低频率循环加载和恒定温度的海水环境等试验要求,,为了与空气七的裂纹扩展速率作比较本工作先进行空气中的裂纹扩展试验再进行在海水中自由腐蚀,6,的裂纹扩展试验测得了它们的裂纹扩展速率应用测得的试验数据本文用断裂力学方,法估算了板状焊接接头在空气中和海水自由腐蚀条件下的疲劳裂纹扩展寿命并与它们相6应的疲劳寿命试验结果ϑΓ6目进行了比较#试件,本试验的试件材料是海上平台抗Κ向撕裂钢,女一#=其化学成份和机械性能见表和表#6衰,=>?#=钢板的化学成份244Φ0%.2&(Λ)Η∀6>∀6∀#∀6==6=∀
5、6∀,∀6∀∀6∀#Μ∀6∀农#,=>一Κ”钢板的机械性能,’,6。,2?∀22闷∀2时效Ν69(6口内洲“当Ο占9Π:沙9Π:66作!Θ:作!Θ:∀=∀6=,试件是1型板状焊接接头长度方向是轧制方,,6向板厚为=#ΘΘ几何形状见图以手工,兮ΡΓΣΡ电弧焊焊接而成焊后未作任何处理9ΑΗ≅?Ρ≅:6在试件肋板的某一侧主板上距焊趾约,ΗΘΘ左右处用电火花线切割制作深度为,ΗΘΘ的裂纹。再以弯曲循环加载预制疲劳裂,,纹在预制裂纹过程中逐步降低载荷以保证最后的载荷明显低于试脸载荷6圈试件的几何形状=试脸条件,本试脸是在专门建立的海水腐蚀疲劳试验装里上进行的由电液伺服
6、机构控制的作动筒加Τ加续形式是四点弯曲常幅循环载荷,应力比∋;。一∀66在空气中试验的循环载荷频率为级6/3<Τ∀#3<6)41,7ΗΗ在海水中试验的频率为本试验采用人工配制的海水9按0一Μ配,,方:循环流过包圈试件焊缝的塑料海水槽使焊缝附近周围不断有海水流过平均流速为升6%%,Β分海水祖度控侧在#∀2士2海水成份和参数范围见表=和表66农=海水成份9ΥΒΗΦς比:ϑ按ΩΓ107一一Μ配制Ξ(6月(262】Ζ[Α(一32∀Γ[∴ς3Ζ∴%,4】Ζ(皿+%0仇幼Ψ’Ε2解6=,加,6份6>∀6>,∀6#∀∀6∀∀6∀#Μ∀6∀#∀6∀=衰海水今数范困
7、6护3位盐度恤Β&峨:抓度9‘ΒΗΦ如:含暇盆握度2Δ孕!Π66!#饱和?Μ,?日,=全Δ=>ΗΥΡ#∀乡#9一#ΘΥΒΗΦ加:一=!Μ一裂纹深度的测ς,必,要测定焊接接头的疲劳裂纹扩展速率须侧量疲劳裂纹扩展的深度如果用读数显微镜,,目测只能从试件侧面量测裂纹深率中间部分测最不到况且在海水中不易进行读侧Τ而通常采,,用的刻痕法又势必影响真实的裂纹扩展过程尤其经过海水腐蚀的刻痕已模糊不清很难辨认6本试验采用英国产]。裂纹探测仪来测量裂纹深度,该仪器实际上是利用交流电位法,它,利用仪器本身产生的高频交流电9#)频率>∀∀3<:的趋肤效应来加强被测物体表面电流强,,
