钛合金Ti-6Al-4V ELI厚板多层多道焊试验与数值模拟

对2块厚度为24 mm的Ti-6Al-4V ELI厚板进行夹角为171.98°的多层TIG焊接试验,基于SYSWELD软件平台,在焊板两端完全刚性固定的装夹条件下数值模拟计算焊接温度场、应力场和焊接引起的变形。计算结果表明,焊接温度场的变化规律符合实际,焊缝区的拉伸残余应力最大,热影响区的压缩残余应力较大。焊接数值模拟得到的残余应力场与试验测量值能较好地吻合,验证了数值模拟模型的准确性。该数值模拟方法可应用到大深度Ti-6Al-4V ELI载人舱强度计算中的焊缝残余应力模拟中。

大深度载人舱长期寿命评估中的影响因素

[目的]使用载人潜水器进行深海探测引起人们越来越多的兴趣,这需要在许多技术方面取得突破,特别是在建立可靠的载人潜水器安全性评估方法方面。[方法]为此,基于试验和数值计算方法,对影响潜水器载人舱安全性和可靠性的因素进行研究,包括固有孔洞缺陷的尺寸和数量对材料延展性能的影响、预压循环历史对材料拉伸性能的影响、保载时间对材料循环性能和裂纹扩展性能的影响。[结果]结果表明:广泛分布的材料内部缺陷通过影响材料延伸率而降低结构强度;在评估结构剩余寿命过程中,载荷序列中保持载荷时长的影响不可忽略;潜水器备选高强度钛合金材料的弹性模量、强度和延伸率等机械性能在经历压缩循环载荷历程之后变化不大。[结论]这些研究结果可为大深度载人舱长期服役寿命的评估提供参考。

小时间域裂纹扩展模型的可靠性分析

准确的裂纹扩展率模型是结构疲劳寿命预报的基础。考虑单个循环内裂纹长度变化的小时间域裂纹扩展率模型,能够在复杂载荷条件下计算任意微小时间域内的裂纹扩展增量。文章首先介绍了一种可用于水下耐压结构疲劳寿命分析的小时间域蠕变疲劳裂纹扩展模型,并对模型参数的敏感性进行了分析。然后选取其中几个参数作为随机变量,运用JC法、EMORM法和Monte-Carlo法计算该模型在不同裂纹长度的裂纹扩展速率的可靠度。