焊趾半径对疲劳短裂纹演化行为的影响

焊趾半径对焊接结构的疲劳性能有重要影响.综合泰森多边形法和子模型技术,采用粘塑性率相关的晶体塑性本构,在宏观的十字形焊接接头焊趾局部构建了二维微观RVE(representative volume element)子模型.基于滑移带平均的疲劳指标参量计算滑移带的成核寿命和扩展寿命,通过降低具有最小寿命的滑移带的弹性模量模拟裂纹的形成,实现了宏观-微观跨尺度疲劳短裂纹演化行为仿真.分析表明:当焊趾半径小于0.5 mm时,成核寿命随着焊趾半径增大而增大;当焊趾半径大于0.5 mm时,成核寿命主要受到晶粒形态与取向的影响呈现波动性变化.焊趾RVE子模型可划分为焊趾圆弧影响区和非影响区.在焊趾圆弧影响区,裂纹演化行为主要受到焊趾半径影响,成核位置有所差异,扩展速率随裂纹循环次数呈线性上升;随着裂纹扩展,焊趾半径影响逐渐减小,晶粒形态与取向影响逐渐增大;当裂纹扩展到非影响区,裂纹演化行为主要受到晶粒形态和取向的影响,扩展速率呈现较大的波动性.