【摘要】：焊接接頭是工程結構中最容易發(fā)生失效的薄弱環(huán)節(jié),其斷裂影響結構的壽命與服役安全。由于焊接接頭裂紋存在幾何與材料復合拘束,其對裂尖應力場和接頭斷裂韌性具有顯著影響,需要在接頭的斷裂預測和評價中考慮這種影響,以提高其安全評價的準確性。本文針對窄間隙焊接接頭和核電安全端異種金屬焊接接頭,基于有限元數(shù)值計算和試驗數(shù)據(jù)相結合的方法,主要研究了幾何和材料復合拘束與焊接接頭不同位置裂紋的延性斷裂韌性的統(tǒng)一關聯(lián);單純焊縫強度失配引起的寬范圍材料拘束與斷裂韌性的關聯(lián);及基于J-Ap二參數(shù)的核電安全端異種金屬焊接接頭試樣和結構的斷裂預測和評價。得到的主要結果如下:(1)對于窄間隙焊接接頭,試樣尺寸引起的面內/面外幾何拘束和高強度失配引起的材料拘束及其交互作用對J-R阻力曲線和斷裂韌性Jc具有顯著影響。隨幾何拘束和材料拘束效應的增強,接頭不同位置裂紋的J-R阻力曲線和斷裂韌性Jc降低。因此,在接頭的斷裂預測和評價中需要定量化的納入這些因素的影響。(2)對于窄間隙焊接接頭中不同位置的裂紋,拘束參數(shù)Ap可以統(tǒng)一地表征其面內拘束、面外拘束和材料拘束,并可以和斷裂韌性之間建立統(tǒng)一線性關聯(lián)。該關聯(lián)線為材料拘束斷裂阻力線,可用于納入拘束的結構斷裂預測和評價。(3)對于窄間隙焊接接頭裂紋,單純由焊縫強度失配引起的寬范圍材料拘束與斷裂韌性之間也可以建立線性關聯(lián),表明在幾何拘束一定的條件下,參數(shù)Ap也可以表征寬范圍的材料拘束。(4)基于J-Ap二參數(shù),通過材料拘束斷裂阻力線與裂紋動力線相結合的方法可以預測焊接接頭不同幾何拘束和不同加載方式試樣的斷裂,預測結果與試驗一致。預測和試驗均表明,隨焊接接頭試樣厚度(面外拘束)和裂紋深度a/W(面內拘束)的增加,斷裂韌性降低。(5)基于J-Ap組合參數(shù)J/(Jref*(?))可以預測核電安全端焊接接頭結構中半橢圓內表面裂紋的起裂位置�；贘-Ap 二參數(shù),通過材料拘束斷裂阻力線與裂紋動力線相結合的方法,可以預測安全端焊接結構不同位置裂紋的斷裂起裂。與傳統(tǒng)單參數(shù)的預測相比,可降低保守性。在裂紋前沿起裂位置的J-Ap二參數(shù)計算可得到更為準確的評價結果。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG407

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 黃秀娟;付麗秋;陳桂梅;王剛;;焊接接頭常見外觀缺陷及防止措施[J];現(xiàn)代焊接;2011年07期

2 路永新;李霄;荊洪陽;徐連勇;韓永典;;碳鋼焊接接頭腐蝕的有限元模擬[J];焊接學報;2018年05期

3 劉帥;吳冬冬;柴東升;周思雨;馬廣義;周平;吳東江;;Hastelloy C-276薄板激光焊接接頭疲勞性能[J];中國有色金屬學報;2016年12期

4 夏明生;張洪波;彭云;李桂蘭;;980MPa級雙相鋼激光焊焊接接頭的組織和性能特征[J];汽車工藝與材料;2016年12期

5 薛河;孫劍偉;;不同屈服強度匹配下焊接接頭裂紋尖端微觀區(qū)域的研究[J];熱加工工藝;2016年21期

6 劉郁;;雙相不銹鋼焊接接頭耐蝕性的研究進展[J];機械工程與自動化;2017年02期

7 董亞飛;魏國前;漆金賢;余茜;何毅斌;;縱向受載T形焊接接頭結構應力構造方法分析[J];焊接學報;2017年05期

8 石銘霄;陳書錦;胡慶賢;周方明;王威林;趙健;;鋼/鈮焊接接頭金屬間化合物生長機制及調控研究現(xiàn)狀[J];電焊機;2017年05期

9 金輝;何柏林;;鋁合金焊接接頭超高周疲勞性能研究進展[J];輕金屬;2017年06期

10 李佳浩;張穎;王鑫;谷文;陳星;;外拘束對接管-安全端焊接接頭殘余應力和變形的影響[J];壓力容器;2017年09期

相關會議論文 前10條

1 劉志成;姜潮;王曉鋼;龍湘云;張哲;;一種基于結構應力與臨界面的焊接接頭疲勞壽命預測新方法[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

2 張京海;方大鵬;;高強鋼低匹配焊接接頭實用性研究[A];第十五次全國焊接學術會議論文集[C];2010年

3 孔祥峰;鄒妍;王偉;張婧;;水下焊接接頭腐蝕行為研究[A];中國腐蝕電化學及測試方法專業(yè)委員會2012學術年會論文集[C];2012年

4 周繼云;桂春;唐毅;;非均質焊接接頭中的斷裂力學參數(shù)計算研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 賀勇;賀運佳;;石油鉆鋌焊接接頭韌性及焊后熱處理制度的研究[A];中國電子學會焊接專業(yè)青年委員會第一屆學術會議論文集[C];1994年

6 劉俊;;焊接接頭微型剪切試驗[A];中國工程物理研究院科技年報（1998）[C];1998年

7 張建強;郭立峰;杜學銘;姜劍寧;王承權;;不同應力狀態(tài)下單面焊接接頭的斷裂特性研究[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

8 董建令;類維生;王仲仁;;桔瓣式單曲率殼體角焊接接頭脹形研究[A];第四屆全國結構工程學術會議論文集（上）[C];1995年

9 王東坡;霍立興;張玉鳳;王文先;;超聲沖擊處理改善箱型焊接接頭的疲勞性能[A];第十次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2001年

10 陳俊梅;陸?zhàn)?Yannick VINCENT;;焊接接頭冷卻組織模擬研究[A];第十一次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2005年

相關重要報紙文章 前10條

1 高宏適;管線現(xiàn)場環(huán)向焊接接頭用數(shù)字化X射線檢查系統(tǒng)NSDART&reg[N];世界金屬導報;2017年

2 慧子;提高焊接接頭疲勞強度的方法和材料[N];世界金屬導報;2016年

3 田兆波;T92和Super304H鋼焊接接頭的高溫性能[N];世界金屬導報;2015年

4 唐佩綿;住友金屬耐疲勞焊接結構鋼的開發(fā)[N];世界金屬導報;2011年

5 蔣善玉;高強度調質鋼SA738Gr.B焊接性能研究[N];世界金屬導報;2016年

6 唐佩綿;厚鋼板特性對T型焊接接頭止裂性的影響[N];世界金屬導報;2014年

7 張青　記者 王蔚蔚;蕪湖北焊軌基地落戶我市[N];巢湖日報;2008年

8 張作貴 摘譯;優(yōu)化產(chǎn)品性能 更好滿足用戶要求[N];中國冶金報;2008年

9 慧子;充氫站用高強度不銹鋼的開發(fā)[N];世界金屬導報;2016年

10 本報通訊員 曹麟;趟出一條科技興段之路[N];人民鐵道;2009年

相關博士學位論文 前10條

1 路永新;碳鋼焊接接頭CO_2腐蝕行為及耐蝕焊材開發(fā)的研究[D];天津大學;2017年

2 李建春;2707雙相不銹鋼攪拌摩擦焊焊接接頭微觀組織及性能研究[D];太原理工大學;2017年

3 苗張木;厚鋼板焊接接頭韌度CTOD評定研究[D];武漢理工大學;2005年

4 朱亮;力學性能失配焊接接頭的強度及變形行為[D];蘭州理工大學;2005年

5 潘春旭;復合零部件異種金屬焊接接頭顯微結構特征及其轉變機理研究[D];武漢交通科技大學;1998年

6 宋剛;鎂合金低功率激光—氬弧復合焊接技術的研究[D];大連理工大學;2006年

7 喬及森;車用鋁合金焊接接頭及基本單元件的大變形力學行為研究[D];蘭州理工大學;2007年

8 金成;空間熱循環(huán)下承載鋁合金焊接接頭損傷機理與數(shù)值模型[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

9 鄔華芝;鈦合金焊接接頭疲勞損傷模型研究[D];南京航空航天大學;2003年

10 趙凌燕;核電焊接接頭裂尖力學特征及環(huán)境致裂裂紋擴展速率研究[D];西安科技大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 查媛媛;納入幾何與材料統(tǒng)一拘束的焊接接頭斷裂預測和評價[D];華東理工大學;2018年

2 王慧;304不銹鋼激光焊接接頭形貌與組織性能研究[D];武漢理工大學;2015年

3 孫秀麗;電站鍋爐用T92鋼焊接接頭熱腐蝕機理及性能研究[D];華中科技大學;2016年

4 李博;核電站用304不銹鋼焊接接頭組織和應力腐蝕行為研究[D];天津大學;2016年

5 張波;熱輸入及處理工藝對316L焊接接頭在液態(tài)鉛鉍中空泡腐蝕行為的影響[D];江蘇大學;2017年

6 高心心;異種高強鋼焊接接頭腐蝕及氫脆性能研究[D];青島科技大學;2017年

7 王立楠;7A52鋁合金MIG焊接力學性能及腐蝕行為研究[D];長春工業(yè)大學;2017年

8 靜超;3.5Ni鋼焊接接頭低溫沖擊性能優(yōu)化[D];沈陽大學;2018年

9 楊文平;443鐵素體不銹鋼隨焊冷卻焊接接頭的組織和性能研究[D];太原理工大學;2012年

10 張安明;不銹鋼焊接接頭耐腐蝕性能研究[D];蘭州理工大學;2011年

本文編號：2784860