焊缝强度不匹配对残余应力的影响

基于热弹塑性有限元法,开发顺次耦合焊接残余应力计算程序,对Q345R钢焊接残余应力进行分析,讨论焊缝强度不匹配对残余应力的影响。结果表明,焊缝强度对残余应力影响较大。当焊缝屈服强度与母材相同时,焊缝纵向残余应力高达屈服强度。当焊缝屈服强度高于母材强度时,焊缝纵向残余应力高达屈服强度,热影响区纵向残余应力高于母材屈服强度。且随着焊缝强度增加,热影响区纵向残余应力增加。

焊缝非匹配海底管线缺陷在不同标准下的安全评定研究

本研究在给定裂纹尺寸和载荷条件下,根据CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果,先后采用英国标准协会提出的BS7910标准和欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP,针对EH36管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定。根据拉伸试验结果,建立了管线钢焊接接头的评定曲线。评定结果表明,应用BS7910标准进行评定时,各评定点不在评定曲线定义的范围内,说明该结构不能验收;而使用SINTAP方法评定,各评定点均在评定曲线定义的范围内,此时结构是可以接受的。本次研究充分说明SINTAP在强度不匹配方面要求更加详细,评定结果保守性相应地更低。

焊缝非匹配海管表面缺陷的安全评定

采用欧洲共同体提出的工业结构完整性评定方法(SINTAP),对给定裂纹尺寸和载荷条件下的EH36管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定。由拉伸试验得到的焊缝和母材的屈服强度比值大于10%,确定此次评定适用于SINTAP第二级评定,并给出二级评定图。计算结果表明,在裂纹深度a=2.2 mm,在极限裂纹长度范围内变化的裂纹,其对应的评定点均落在评定曲线定义的范围内。这说明含有该范围内裂纹的缺陷是可以验收的。比较评定结果发现,裂纹深度方向上的变化较长度方向上的变化对评定结果产生的影响更明显。

用弹塑性有限元法对焊接接头裂尖场J积分的研究

采用平面应力弹塑性有限元法研究了中心裂纹板焊接接头裂尖场J积分参量及其应用的可行性。数值分析采用MARC软件的二维弹塑性分析模型 ,探讨了不同强度匹配 (高、等、低匹配 )的焊接接头试样在加载过程中裂尖场J积分的变化情况。计算结果表明 ,靠近焊接接头裂纹尖端的J积分回路具有明显的路径相关性 ,而远离裂尖的J积分回路表现出路径无关性。焊接接头强度匹配因子M对裂纹尖端的J积分值有很大的影响。对应于每一个载荷P P0 ,J积分的值随着M的增大而减小 ,特别是当P P0 >1.0时这种情况更明显。

基于形状改变比能和材料属性离散的焊接残余应力估算

为了提高焊接残余应力测量精度,在2219-T87铝合金TIG焊接接头残余应力测定试验基础上,通过离散接头材料属性并利用形状改变比能对焊接残余应力进行塑性修正,分别研究孔边塑性变形和接头强度不匹配对焊接残余应力估算的影响。结果表明:同时考虑孔边塑性变形和接头强度不匹配因素的焊接残余应力估算方法,比线弹性残余应力计算方法能最大减小39.8%的误差;当测量点距焊缝距离小于8mm时,在考虑孔边塑性变形的情况下,同时考虑接头不匹配的影响相比不考虑其影响可最大减小40.6%的误差;当测量点距焊缝距离大于8mm时,可忽略接头强度不匹配对焊接残余应力估算的影响。