42CrMo钢CT试件应力强度因子的计算方法研究

以风电变桨轴承用42CrMo钢为研究对象,利用Abaqus并采用退化的奇异单元建立了初始裂纹三维有限元CT试件模型,同时进行了裂纹前缘的应力强度因子数值计算。在远离裂纹前缘部分采用六面体网格划分。采用围线积分的方法提取裂纹前缘应力强度因子分布情况,并将数值计算结果与理论计算结果进行对比分析,得到了裂纹前缘应力强度因子分布规律以及在不同载荷和裂纹长度的条件下裂纹前缘应力强度因子的变化规律。

X60管钢的J-A_2双参数弹塑性断裂预测

在对X60管钢弹塑性断裂分析中,采用J-A2双参数方法来预测带表面裂纹管道的破坏压力。为将实验室得到的X60钢标准试件的JR-Δa曲线的实验数据应用到实际裂纹构件中,对单边缺口紧凑拉伸(CT)试件和带轴向表面裂纹管道进行有限元分析。用J-A2方法来量化裂纹尖端区域的约束情况,结果表明,在裂纹深度相同的情况下,管道的内侧和外侧裂纹端的约束水平基本接近,内侧裂纹的略高一些,但二者与CT试件裂纹端的约束水平相比要低一些。同时,根据带裂纹管道的有限元计算结果,对管道的断裂破坏压力进行了预测,内侧裂纹的断裂破坏压力比外侧裂纹时的稍低。对X60管钢,断裂力学预测结果要比PCORRC准则的预测结果低。

不同应力比下疲劳裂纹扩展行为研

以扩展有限单元法(extended finite element method,XFEM)为理论基础,研究了不同应力比(R=0.02,0.1,0.2,0.4)对含初始预制裂纹的Q235钢紧凑拉伸试件(compact tension,CT)疲劳裂纹扩展行为的影响,并设计了对应的试验加以验证。结果表明:最大载荷P max和应力比R不变时,疲劳裂纹扩展速率随着裂纹扩展长度曾加而逐渐增大;在相同最大载荷P max下,试件疲劳裂纹扩展到20mm所需要的循环次数N随应力比R的增大而增大;在相同应力比R下,试件疲劳裂纹扩展到20mm所需要的循环次数N随最大载荷的增大而减少。