焊接接头断裂抵抗力工程估计方法的数值研究

针对符合幂硬化性能的材料所连接而成的焊接接头,采用有限元计算方法,讨论了平面应变状态下,不同裂纹几何及材料组配的中心裂纹焊接接头的载荷与位移曲线。在此基础上,应用柔度变化率方法分析了各种组配接头的断裂性能,进一步通过曲线拟合的方法,得到了适合于焊接接头断裂韧度值的工程估算方法。

冲击载荷下CFRP及GFRP层板断裂韧性的研究

利用Hopkinson杆加载装置,对带有单边切口的炭纤维增强复合材料(CFRP)及玻璃纤维增强复合材料(GFRP)层板试件进行冲击拉伸加载实验。根据一维应力波理论求得作用于试件上的载荷P(t)和试件加载点的位移δ(t)。根据试样中应力随时间的变化历史σ(t),并基于断裂韧性测试原理,建立了动态应力强度因子KⅠ(t)响应曲线。利用柔度变化率方法确定起裂时间,分别得到在两种加载速率下CFRP、GFRP层板的动态断裂韧性。结果表明,随着加载速率的提高,这两种复合材料的断裂韧性降低。

冲击作用下核用Q390D钢的裂纹扩展阻力曲线研究

为确定典型的压力容器钢材Q390D的裂纹扩展阻力曲线,对含预制裂纹的核用Q390D钢试样进行夏比冲击试验,得到了试样的载荷–位移曲线和冲击吸收功曲线。通过柔度变化率法计算试样的起裂时间,并分别采用准静态法、经验的Schindler法和归一化方法分析得到Q390D钢在冲击载荷下的动态裂纹扩展阻力曲线(J-R曲线)。归一化方法在计算过程中考虑到裂纹扩展的修正,其J-R曲线的预测精度与实际误差较小,但计算过程较为繁琐,效率较低。对比分析表明,与归一化方法相比,准静态法由于未考虑动态效应,J-R曲线的精度较低;Schindler法的相对误差较小,得到的J-R曲线偏于保守,且便于求解,适用于工程应用。