低碳钢Q345多尺度疲劳断裂行为研究

为了解决钢结构疲劳断裂问题,该文基于应力等效原理引入了材料内部微、细观缺陷的影响,利用有限元软件ABAQUS模拟了含损伤的低碳钢Q345多尺度疲劳裂纹扩展过程,研究了裂纹尖端场分布及其疲劳断裂行为。研究表明,材料内部微、细观缺陷引起的损伤对宏观裂纹尖端塑性区分布、尖端应力强度因子和J积分均具有较大影响,裂纹达到一定长度后,影响更为显著,且会较为明显地加速宏观裂纹扩展。

既有工业厂房钢吊车梁疲劳性能预后分析

为更好地理解工业厂房钢结构的疲劳性能衰退机理,有效预防结构发生脆性断裂,发展了面向既有工业厂房钢结构的疲劳性能预后分析方法.基于跨尺度界面功平衡原理建立了工业厂房钢结构疲劳损伤多尺度模型,量化了结构既有缺陷引起的损伤,研究了工业厂房钢结构关键构件——钢吊车梁的疲劳损伤演化和复合型疲劳裂纹扩展过程.疲劳预后分析结果表明:钢吊车梁焊缝区域的损伤在初始阶段增长较为缓慢,后期急剧加快,论证了工程中常用的线性Miner损伤准则会导致评估结果过于保守;变截面钢吊车梁的插板与封板连接处的焊缝区域最容易发生疲劳失效,本次研究的吊车梁裂纹深度a超过5 mm后,裂纹迅速扩展,应对其进行加固处理;主要易损部位的裂纹对其他易损部位的疲劳性能影响较大.

承压反应堆压力容器裂纹前沿约束效应的分析

基于J-A_2双参数法,通过三维有限元数值模拟,对带有表面半椭圆裂纹的承压反应堆压力容器在高温高压的工况下,即T=561 K,内压p=10 MPa,其裂纹前沿约束效应进行研究。取三组不同裂纹短长轴比a/c=1/2、1/3、1/5(a=20 mm,c=40 mm,60 mm,100 mm),取三组不同材料应变硬化指数n=10、15、20的情况进行了弹塑性分析,得到相对应的J积分和约束参量A_2。研究结果表明:J积分随着短长轴比a/c减小而有所增大,而几乎不受硬化指数n的影响;硬化指数n的增大会弱化a/c对A_2的影响;裂纹最深点(θ=90°)是最危险点处。