宏观力学不均匀性对焊接接头动态J积分的影响

焊接接头是一个宏观力学不均匀体 ,力学不均匀性对焊接接头的动态断裂行为有重要的影响。采用MARC有限元程序 ,对含焊缝中心裂纹的低匹配焊接接头三点弯曲试样的动态断裂响应进行了计算模拟 ,并采用虚拟裂纹扩展方法计算了动态J积分断裂参量。作为比较 ,计算了相同条件下全母材及全焊缝三点弯曲试样的动态响应。由于惯性效应的作用 ,动态载荷响应曲线周期振动 ,焊接接头试样的动态载荷响应值介于全母材与全焊缝之间。用虚拟裂纹扩展方法计算的动态J积分与路径无关 ,惯性效应对动态J积分基本没有影响。低匹配焊接接头的动态J积分低于全母材而高于全焊缝。研究结果为承受动载的焊接结构安全评定奠定了基础。

力学不均匀性对焊接接头动态J积分影响的实验研究

用真空电子束焊的方法建立焊接接头的“软夹硬”非均匀体模型 ,用示波冲击的试验方法测出试件的动态断裂韧性 ,用该模型研究了焊接接头的力学不均匀性对其动态 J积分的影响。结果表明 ,裂纹位于硬区材料 ,断裂韧性值更接近硬区材料 ,与软区材料的断裂韧性值差别较大 ;随夹层宽度增加、断裂韧性值减小、夹层宽度到某一值时 ,断裂韧性值趋于稳定。

基于非结构化格子法的动态J积分计算

目的针对动态载荷作用下稳态裂纹的线弹性断裂问题,提出一种动态J积分和动态应力强度因子KI的数值计算方法.方法基于非结构化格子法,对动态J积分计算公式中的围线积分和围面积分离散化处理,进行动态J积分的数值计算,利用动态J积分和KI的关系给出动态应力强度因子.结果非结构化格子法不仅能够用于验证动态J积分的路径守恒性,而且能够计算任意时刻动态J积分的具体数值.结论动态J积分算法具有简便、实用、计算速度快和数值计算精度高的特点.该算法可以用于动态应力强度因子的计算,为裂纹的动态起始扩展问题的研究提供了一种新的数值算法.

动态J积分及Rice J积分一致性比较与分析

首先回顾了动态J积分的发展进程,然后给出了两种常用动态J积分和Rice J积分的数学计算式,并对它们的一致性加以讨论,由此提出一种广义J积分的定义。然后通过算例,基于ANSYS软件,建立平面应变情形下纯I型中心裂纹模型,并利用编写的APDL程序计算了各个J积分,通过结果比较,进一步验证了在动态加载条件下,动态J积分比Rice J积分具有更好的路径守恒性,但仍可以看出它们的取值具有一定的一致性。最后,通过J积分间接法和裂尖位移外推法分别计算裂纹动态应力强度因子,所得结果吻合很好,验证了编写程序的正确性。

动载荷作用下的弹塑性微弯裂纹J积分

主要研究动载荷作用下的弹塑性弯曲裂纹尖端的J积分问题.综合考虑动态作用应力,塑性区域边界上动态正应力与动态剪应力,利用二阶摄动方法与卡氏定理计算弯曲裂纹尖端的动态J积分.研究在不同的动态载荷条件下弹塑性弯曲裂纹尖端J积分随着弯曲裂纹形状参数的变化而变化的规律.

一种确定延性金属静动态启裂点的新方法

在静动态J积分试验的基础上,应用曲线分析技术确定该钢的静动态启裂点。研究表明,在静动态J积分试验中,预制裂纹钝化、启裂到稳态扩展的过程是裂纹前沿由塑性滑移变形主导的钝化阶段与由微孔形核、长大与连结主导的延性断裂阶段发展的连续过程,启裂点实际上是这两个阶段之间的过渡点,它与lgJ—lgΔa曲线上的转折点相对应。由此方法确定的静动态启裂位置均与断口上实测的临界伸张区宽度吻合得较好。

周边切口试件裂纹稳态扩展过程的动力学有限元分析

建立了以实测的平均载荷 P作为试件端面的力边界条件 ;以实测的tid 和 a(t)作为运动边界条件 ,将周边切口短圆柱试件简化为左右对称且轴对称的精细有限元模型 ;成功地、较真实地模拟了冲击加载下裂纹稳态扩展的运动过程 ;进一步论证了在起裂时的围道 ^J(t)积分和裂纹稳态扩展时修正的围道 ^J(t)积分在裂尖稍远处是守恒的 ;计算得到的阻力曲线与试件尺寸无关 ;模拟了裂纹起裂及稳态扩展时的变形场和应力场的演化过程 。