【摘要】：殘余應(yīng)力對(duì)焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能的影響嚴(yán)重,且在疲勞過程中經(jīng)常發(fā)生應(yīng)力松弛及重分布現(xiàn)象。本文以具有緩沖層的高強(qiáng)鋼焊接接頭為對(duì)象,研究了疲勞載荷作用下焊接殘余應(yīng)力重分布以及對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展性能的影響,主要研究?jī)?nèi)容如下所述:(1)通過疲勞載荷作用下焊接接頭試樣裂紋尖端受力分析,根據(jù)擴(kuò)展緊湊試樣(E-CT試樣)應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算公式,結(jié)合線彈性斷裂力學(xué)相關(guān)理論建立了疲勞裂紋擴(kuò)展過程中裂尖殘余應(yīng)力“真值”的數(shù)學(xué)模型�；谏鲜隼碚�,研究了三組不同焊接接頭試樣母材區(qū)的殘余應(yīng)力重分布規(guī)律,并與X-射線衍射試驗(yàn)及有限元仿真獲得的殘余應(yīng)力初始分布結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,合理解釋了焊接殘余應(yīng)力隨疲勞循環(huán)周次增加及裂紋長(zhǎng)度變化的釋放規(guī)律。(2)通過對(duì)比三組不同焊接接頭試樣退火前后的微觀硬度、金相組織以及Paris曲線。發(fā)現(xiàn)焊接接頭在600℃下,保溫4小時(shí)后的微觀硬度和金相組織等力學(xué)性能基本無變化,焊接殘余應(yīng)力基本消除,進(jìn)一步研究了三組不同焊接接頭試樣的熱影響區(qū)以及熔合區(qū)的殘余應(yīng)力重分布規(guī)律。(3)研究結(jié)果表明殘余應(yīng)力在裂紋進(jìn)入穩(wěn)定擴(kuò)展階段不再松弛,三組試樣具有相同的松弛穩(wěn)定點(diǎn),初始焊接殘余應(yīng)力的大小影響松弛量的大小。NO BL和10 mm BL接頭試樣母材區(qū)的殘余壓應(yīng)力隨裂紋擴(kuò)展不斷增大的原因是由于拉壓應(yīng)力平衡的結(jié)果,壓應(yīng)力寬度減小時(shí),為達(dá)到新的平衡其幅值會(huì)逐漸增大。4 mm BL接頭試樣沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象,是因?yàn)? mm BL接頭試樣的初始焊接殘余拉應(yīng)力主要是靠焊縫區(qū)的壓應(yīng)力與之平衡。重分布后的拉壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變點(diǎn)發(fā)生改變,初始應(yīng)力較大時(shí),轉(zhuǎn)變點(diǎn)滯后,并且初始應(yīng)力越大,轉(zhuǎn)變點(diǎn)滯后程度越高;初始應(yīng)力較小時(shí),轉(zhuǎn)變點(diǎn)提前。
【圖文】：

紋尖端各點(diǎn)的應(yīng)力。對(duì)于裂紋尖端前任一點(diǎn) P ( , 232222322321222321223212223212sincoscosKsincoscos)cos(sinsinKcos(sinsin)cos(sinsinKcos(sinsin)IyII坐標(biāo)，由它倆可以確定P點(diǎn)相對(duì)于裂紋尖端的位P點(diǎn)在x、 y 、z 方向上拉應(yīng)力分量；xy 是剪切

圖 2.3 疲勞裂紋擴(kuò)展過程的三個(gè)階段 K曲線一般劃分為三個(gè)階段：低速擴(kuò)展階段Ⅰ、中速擴(kuò)展在Ⅰ階段有一個(gè)裂紋擴(kuò)展門檻值th K，并對(duì)應(yīng)一條豎直地漸th K，當(dāng)th K K時(shí)，裂紋不會(huì)擴(kuò)展。III 階段有一個(gè)斷邊界線c K K，當(dāng) K接近c(diǎn) K 時(shí)試樣即將斷開。由于Ⅲ且對(duì)試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命影響較小，所以在描述裂紋擴(kuò)Ⅰ、Ⅱ階段的裂紋擴(kuò)展速率。擴(kuò)展模型型0 年代，Paris[44]提出應(yīng)力強(qiáng)度因子是控制疲勞裂紋擴(kuò)展的基
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG407

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2631354