考虑焊趾形貌的T形焊接接头三点弯疲劳试验

针对弯曲载荷作用下焊趾疲劳裂纹的萌生与扩展问题,考虑焊趾形貌的影响,开展了T形焊接接头的三点弯疲劳试验。试验前,观察和测量试件双侧焊趾的形貌,得到系列形貌不规则的特征点,通过在部分特征点设置FBG应变传感器测量焊趾局部的应变时间变化。施加了2级载荷谱块的循环载荷,在疲劳断口获得了清晰的海滩条带,结合断口形貌和焊趾形貌对焊趾裂纹的萌生和扩展行为进行了分析。结果表明,受弯焊接接头更易在焊趾形貌更恶劣的一侧萌生裂纹,且复杂的焊趾形貌容易导致多裂纹的产生,多裂纹的萌生位置与焊趾形貌特征点有较强的对应关系。

晶粒分布形态对焊趾短裂纹疲劳行为影响的模拟

焊接结构的疲劳裂纹常常萌生于焊趾局部。在复杂的冶金物理作用下,焊趾局部的微观晶粒尺寸及其分布形态呈现明显差异性。为了探究晶粒分布形态对焊趾短裂纹疲劳行为的影响,针对十字焊接接头试件,对焊趾局部的不同区域进行了金相检验,获得粗晶区和细晶区的平均晶粒尺寸,构建了虑及晶粒分布形态的二维代表性体积单元(RVE)模型,基于FIP参量和McDowell模型实现了不同晶粒分布形态对焊趾短裂纹的成核与疲劳扩展行为的模拟,结果表明,微观晶粒尺寸和取向是焊趾短裂纹成核行为的重要影响因素;晶粒分布形态对短裂纹的早期行为影响较小,但在裂纹扩展至某个阈值长度之后,影响逐渐显著;一般情况下,细晶到粗晶的过渡方式可降低短裂纹的扩展速率。