考虑焊缝和母材不同材料特性的焊接平板疲劳裂纹扩展行为模拟

作     者：焦广臣 占勇 温建锋 JIAO Guangchen;ZHAN Yong;WEN Jianfeng

作者机构：上海辉策信息科技有限公司上海201108 华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 

出 版 物：《焊接学报》 (Transactions of The China Welding Institution)

年 卷 期：2023年第44卷第11期

页      面：52-58,I0006页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52122506,51875203) 上海市东方学者岗位资助项目 中央高校基本科研业务费资助项目 

主　　题：有限元法 焊接结构 疲劳裂纹扩展 应力强度因子 

摘      要：为准确描述焊接结构的疲劳裂纹扩展行为,基于Abaqus、Zencrack及相应子程序建立了考虑材料不连续的疲劳裂纹扩展模拟方法.对于初始埋藏裂纹位于焊缝区的平板焊接结构,考虑焊缝和母材不同强度匹配,进行疲劳裂纹扩展模拟,研究了不同强度匹配对焊接结构疲劳裂纹扩展寿命和扩展特性的影响.研究结果表明,当裂纹前缘由焊缝跨越至母材区域时,焊缝和母材区域的应力强度因子计算结果出现明显变化,并随着裂纹尺寸的逐渐加大,两者差异越大.随着焊缝材料裂纹扩展参数逐渐增大,母材区域的裂纹扩展相对速率逐渐变慢,裂纹形状逐渐由圆形向扁平状椭圆形过渡;相反地,母材区域的裂纹扩展相对速率逐渐变快,裂纹形状逐渐由圆形向椭圆形过渡.文中的模拟方法有望为准确预测焊接结构的跨材料裂纹扩展行为提供有效途径.