雙軸載荷下表面裂紋及孔邊裂紋的彈塑性分析.pdf

1、對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)而言，焊接、鉚接及栓接等連接技術(shù)都被廣泛采用，然而，這些連接形式受到其技術(shù)發(fā)展水平和特殊施工工藝的制約，極其容易在連接處出現(xiàn)裂紋缺陷，這些缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)的安全服役造成了較大影響，因此一直是研究者們進(jìn)行分析和研究的重點(diǎn)。
　　 對(duì)于焊接接頭來(lái)說(shuō)，缺陷的存在尤為值得關(guān)注。由于力學(xué)不均勻性及幾何不均勻性的普遍存在，含缺陷的焊接接頭的斷裂性能就表現(xiàn)的十分復(fù)雜，與此同時(shí)，焊接接頭的受載形式也日趨多樣，分析不同載荷形式對(duì)焊接接頭的影

2、響也十分必要。在斷裂分析中，通常將表面裂紋簡(jiǎn)化為半橢圓表面裂紋，本文即對(duì)雙軸載荷下含半橢圓表面裂紋的焊接接頭做了較為詳細(xì)的彈塑性分析。通過(guò)建立3D有限元模型，結(jié)合J-A2雙參數(shù)彈塑性斷裂理論，定性及定量分析了雙軸載荷比、焊接失配比及幾何尺寸對(duì)裂紋前緣的斷裂驅(qū)動(dòng)力J積分、約束參數(shù)A2的影響;同時(shí)給出了裂紋危險(xiǎn)點(diǎn)處J積分的工程化計(jì)算公式中的重要系數(shù)h，并建立了基于J積分準(zhǔn)則的失效評(píng)定曲線(FAD)。結(jié)果表明:載荷比對(duì)裂紋場(chǎng)的影響十分顯著，且

3、雙向拉伸狀態(tài)下，裂紋的危險(xiǎn)點(diǎn)會(huì)轉(zhuǎn)移至裂紋前緣表面附近點(diǎn)處，尤其表現(xiàn)在深裂紋上，同時(shí)，載荷比對(duì)FAD安全區(qū)大小也具有一定的影響，但這種影響相對(duì)較小。另一方面，失配比及焊縫寬度對(duì)裂紋場(chǎng)也有影響，其中失配比的影響較為顯著。
　　 對(duì)于含孔板來(lái)說(shuō)，由于應(yīng)力集中現(xiàn)象的影響，孔邊易形成危險(xiǎn)的裂紋缺陷，同時(shí)，雙軸載荷作為一種常見(jiàn)的載荷形式對(duì)孔邊裂紋也會(huì)產(chǎn)生一定影響。本文建立了單一孔邊裂紋的彈塑性有限元模型，在平面應(yīng)變狀態(tài)下，主要分析雙軸載荷比