發(fā)布時間：2024-06-12 05:42

　　焊接結構連接性能優(yōu)良,制造工藝簡便,在工程領域中得到廣泛應用。長期服役在循環(huán)載荷作用下,焊接結構的焊縫部分,尤其是焊趾和焊根局部,常常由于應力集中而導致疲勞失效。針對當前重大裝備鋼結構的焊接質量普遍提高的現(xiàn)狀,焊縫焊趾處的初始缺陷不再被視為宏觀長裂紋,因此目前的研究重點主要集中在焊趾短裂紋的早期行為方面。本文以十字焊接接頭為研究對象,考慮短裂紋早期行為,基于擴展有限單元法(XFEM),開展了焊接結構短裂紋萌生和擴展的仿真研究。主要工作如下:(1)以十字焊接接頭為研究對象,基于XFEM技術,研究了焊接結構裂紋萌生位置及其影響因素,針對焊縫幾何以及材料屬性,建立了三種焊縫形態(tài)和四種焊趾倒角的有限元模型,并分別設置了兩種材料屬性,分析了上述參量對焊接結構裂紋萌生位置的影響規(guī)律。(2)基于XFEM技術,計算了不同初始短裂紋長度下裂紋附近區(qū)域應變分布和裂紋尖端應力強度因子;結合不同的初始短裂紋插入方向,研究了初始短裂紋長度和角度對裂紋擴展路徑的影響規(guī)律;采用一種考慮短裂紋行為的疲勞壽命模型,分析了短裂紋階段對焊接結構整體疲勞壽命的占比。(3)考慮材料的微觀結構特征,基于泰森多邊形方法建立了晶粒的...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1本研究的結構框架

圖2.1疲勞裂紋萌生過程示意圖

為研究焊接結構裂紋的萌生位置，本章采用ABAQUS軟件，建立三種不同焊縫的模型，每種焊縫再建立四種不同焊趾倒角的有限元模型，材料屬性分別設置為塑性和彈塑性�；�于XFEM技術，在不設置初始裂紋的情況下對模型進行裂紋萌生的仿真研究。2.1焊接結構的裂紋萌生機理焊接結構萌生的....

圖2.2水平集函數(shù)示意圖

圖2.2水平集函數(shù)示意圖斷，如圖2.2所示。裂紋面Γ在求解的數(shù)f不能單獨的表示出裂紋兩邊邊界解釋裂紋兩邊的邊界。如果我們已經(jīng)時和該邊界相匹配的水平集函數(shù)gi可=()式看得出來：當gi=0時，認為路過裂度vi具有九十度的夾角....

圖2.3十字焊接接頭試件結構示意圖

武漢科技大學碩士論文仿真實例仿真對象描述為了研究焊接結構的裂紋萌生行為，本文以實驗室十字焊接接頭為研的幾何構造如圖2.3所示。一般情況下，十字焊接接頭的裂紋都在焊萌生，故實驗室在利用十字焊接接頭做疲勞試驗時，為了確定裂紋的于觀察，十字焊接接頭只制備了一條焊縫，且焊縫角度α....

本文編號：3993309