雙軸載荷下表面裂紋及孔邊裂紋的彈塑性分析.pdf

1、對于金屬結構而言，焊接、鉚接及栓接等連接技術都被廣泛采用，然而，這些連接形式受到其技術發(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，這些缺陷對結構的安全服役造成了較大影響，因此一直是研究者們進行分析和研究的重點。
　　 對于焊接接頭來說，缺陷的存在尤為值得關注。由于力學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)的十分復雜，與此同時，焊接接頭的受載形式也日趨多樣，分析不同載荷形式對焊接接頭的影

2、響也十分必要。在斷裂分析中，通常將表面裂紋簡化為半橢圓表面裂紋，本文即對雙軸載荷下含半橢圓表面裂紋的焊接接頭做了較為詳細的彈塑性分析。通過建立3D有限元模型，結合J-A2雙參數彈塑性斷裂理論，定性及定量分析了雙軸載荷比、焊接失配比及幾何尺寸對裂紋前緣的斷裂驅動力J積分、約束參數A2的影響;同時給出了裂紋危險點處J積分的工程化計算公式中的重要系數h，并建立了基于J積分準則的失效評定曲線(FAD)。結果表明:載荷比對裂紋場的影響十分顯著，且

3、雙向拉伸狀態(tài)下，裂紋的危險點會轉移至裂紋前緣表面附近點處，尤其表現(xiàn)在深裂紋上，同時，載荷比對FAD安全區(qū)大小也具有一定的影響，但這種影響相對較小。另一方面，失配比及焊縫寬度對裂紋場也有影響，其中失配比的影響較為顯著。
　　 對于含孔板來說，由于應力集中現(xiàn)象的影響，孔邊易形成危險的裂紋缺陷，同時，雙軸載荷作為一種常見的載荷形式對孔邊裂紋也會產生一定影響。本文建立了單一孔邊裂紋的彈塑性有限元模型，在平面應變狀態(tài)下，主要分析雙軸載荷比