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基于热弹塑性分析的双相钢点焊裂纹扩展研究

作　者: 蔡虎
导　师: 王元勋
学　校: 华中科技大学
专　业: 工程力学
关键词: 薄板有限元温度场应力应变裂纹扩展
分类号: TG404
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 19次
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内容摘要

点焊焊接是一种广泛应用于汽车生产及加工领域中的高效的连接技术。而金属薄板的点焊质量、力学性能以及焊接变形一直以来是工程实际非常引人注目的问题，影响到汽车的安全和质量。因此，研究点焊焊接结构的力学性能对于提高产品质量，增强产品的市场竞争力，具有重要的意义。DP600双相高强度钢是近来被广泛应用于机械生产的一种材料，本文通过用热电耦合单元建立了DP600双相钢等厚薄板的二维轴对称有限元模型，然后对其焊接过程进行了热电模拟并计算得到了温度场分析的结果。再利用得到的温度场对材料的焊接过程进行了跟踪式的热弹塑性分析并得到了结构内部的应力、应变和变形情况。然后，考虑到焊接残余应力的存在，以最大周向应变失效准则为判据，分别对DP600双相钢等厚薄板的焊接结构在承受单向剥离载荷下的裂纹扩展过程以及对称循环剥离载荷下的裂纹扩展过程进行数值模拟，得到焊接结构内部裂纹扩展过程中应力应变变化趋势和规律。由于所得结果中发现塑性阶段并不明显，所以文章的最后还分析了各裂尖点的应力强度因子及其变化的大致趋势与规律。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 选题背景、意义及课题来源  8
  1.2 国内外研究现状与趋势  8-14
  1.3 本文研究内容与结构安排  14-16
2 点焊通电加热过程的温度场模拟及弹塑性分析  16-29
  2.1 温度场的计算  16-24
  2.2 基于温度场结果的热弹塑性分析  24-28
  2.3 本章小结  28-29
3 点焊结构在单向剥离载荷下的裂纹扩展分析  29-41
  3.1 断裂力学基本理论  29-32
  3.2 本研究用到的失效准则  32-33
  3.3 点焊结构在单向剥离载荷下裂纹扩展有限元模拟  33-40
  3.4 本章小结  40-41
4 对称循环载荷下焊接结构的裂纹扩展  41-54
  4.1 模拟前处理  41-43
  4.2 模拟结果以及分析  43-51
  4.3 应力强度因子的计算  51-53
  4.4 本章小结  53-54
5 结论与展望  54-57
  5.1 结论  54-55
  5.2 不足与展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-64
攻读硕士学位期间发表论文及参与课题项目情况  64

基于热弹塑性分析的双相钢点焊裂纹扩展研究

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