焊接結(jié)構(gòu)連接性能優(yōu)良,制造工藝簡(jiǎn)便,在工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。長(zhǎng)期服役在循環(huán)載荷作用下,焊接結(jié)構(gòu)的焊縫部分,尤其是焊趾和焊根局部,常常由于應(yīng)力集中而導(dǎo)致疲勞失效。針對(duì)當(dāng)前重大裝備鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量普遍提高的現(xiàn)狀,焊縫焊趾處的初始缺陷不再被視為宏觀長(zhǎng)裂紋,因此目前的研究重點(diǎn)主要集中在焊趾短裂紋的早期行為方面。本文以十字焊接接頭為研究對(duì)象,考慮短裂紋早期行為,基于擴(kuò)展有限單元法(XFEM),開展了焊接結(jié)構(gòu)短裂紋萌生和擴(kuò)展的仿真研究。主要工作如下:(1)以十字焊接接頭為研究對(duì)象,基于XFEM技術(shù),研究了焊接結(jié)構(gòu)裂紋萌生位置及其影響因素,針對(duì)焊縫幾何以及材料屬性,建立了三種焊縫形態(tài)和四種焊趾倒角的有限元模型,并分別設(shè)置了兩種材料屬性,分析了上述參量對(duì)焊接結(jié)構(gòu)裂紋萌生位置的影響規(guī)律。(2)基于XFEM技術(shù),計(jì)算了不同初始短裂紋長(zhǎng)度下裂紋附近區(qū)域應(yīng)變分布和裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子;結(jié)合不同的初始短裂紋插入方向,研究了初始短裂紋長(zhǎng)度和角度對(duì)裂紋擴(kuò)展路徑的影響規(guī)律;采用一種考慮短裂紋行為的疲勞壽命模型,分析了短裂紋階段對(duì)焊接結(jié)構(gòu)整體疲勞壽命的占比。(3)考慮材料的微觀結(jié)構(gòu)特征,基于泰森多邊形方法建立了晶粒的...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1本研究的結(jié)構(gòu)框架

圖2.1疲勞裂紋萌生過程示意圖

為研究焊接結(jié)構(gòu)裂紋的萌生位置，本章采用ABAQUS軟件，建立三種不同焊縫的模型，每種焊縫再建立四種不同焊趾倒角的有限元模型，材料屬性分別設(shè)置為塑性和彈塑性。基于XFEM技術(shù)，在不設(shè)置初始裂紋的情況下對(duì)模型進(jìn)行裂紋萌生的仿真研究。2.1焊接結(jié)構(gòu)的裂紋萌生機(jī)理焊接結(jié)構(gòu)萌生的....

圖2.2水平集函數(shù)示意圖

圖2.2水平集函數(shù)示意圖斷，如圖2.2所示。裂紋面Γ在求解的數(shù)f不能單獨(dú)的表示出裂紋兩邊邊界解釋裂紋兩邊的邊界。如果我們已經(jīng)時(shí)和該邊界相匹配的水平集函數(shù)gi可=()式看得出來：當(dāng)gi=0時(shí)，認(rèn)為路過裂度vi具有九十度的夾角....

圖2.3十字焊接接頭試件結(jié)構(gòu)示意圖

武漢科技大學(xué)碩士論文仿真實(shí)例仿真對(duì)象描述為了研究焊接結(jié)構(gòu)的裂紋萌生行為，本文以實(shí)驗(yàn)室十字焊接接頭為研的幾何構(gòu)造如圖2.3所示。一般情況下，十字焊接接頭的裂紋都在焊萌生，故實(shí)驗(yàn)室在利用十字焊接接頭做疲勞試驗(yàn)時(shí)，為了確定裂紋的于觀察，十字焊接接頭只制備了一條焊縫，且焊縫角度α....

本文編號(hào)：3993309