学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

恒幅加载下焊接结构钢疲劳裂纹扩展中载荷交互作用的研究

作　者: 郑汉英
导　师: 熊缨
学　校: 浙江工业大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 焊接接头 疲劳裂纹扩展 应力比 裂纹闭合 裂纹扩展模型 循环变形
分类号: TG405
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 24次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


有关焊接结构钢焊接接头的疲劳问题，已经有了很多的研究。但由于疲劳问题的复杂性和焊接接头材料的不均匀性，目前的研究还远远不够。焊接接头及母材的各种循环特性和疲劳行为还没有系统完备的试验数据。本文主要针对Q345B焊接接头以及母材的疲劳和裂纹扩展进行了试验研究，并用前期新提出的两参量驱动力模型描述疲劳裂纹扩展行为。为正确评估Q345B焊接接头的疲劳寿命及结构设计提供了试验依据。本文的主要工作和研究结果如下：（1）通过应变循环试验，研究了Q345B母材、焊缝区以及模拟过热区的循环变形性能。Q345B焊接接头以及母材均具有一定的循环软化特性；循环加载可以增强材料的强度；Q345B焊缝金属显示出明显的非Masing特性。（2）通过应变疲劳寿命试验，研究了Q345B母材、焊缝区以及模拟过热区的疲劳性能。不同轧制方向母材和焊缝金属的疲劳持久极限相近且都比较高，模拟过热区疲劳持久极限最低。（3）通过CT试样疲劳裂纹扩展试验，研究了Q345B母材、焊缝区以及模拟过热区的疲劳裂纹扩展行为。平行轧制方向母材试样裂纹扩展没有应力比效应，在平均应力较小时，垂直轧制方向母材裂纹扩展表现出一定的应力比效应；母材试样的裂纹扩展没有明显的厚度效应；轧制方向对母材的裂纹扩展速率影响不大。焊缝金属的裂纹扩展表现出一定的应力比效应；模拟过热区金属的裂纹扩展表现出比较明显的应力比效应。（4）通过与其他三种模型对比发现，新模型可以更加有效的描述应力比对裂纹扩展速率的影响。（5）从微观角度解释了疲劳裂纹扩展行为，并从裂纹扩展驱动力变化角度，讨论了裂纹闭合、裂纹联锁和裂纹分支等现象对裂纹扩展速率影响。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章 绪论  11-20
  1.1 研究背景与意义  11-12
  1.2 Q345 焊接接头疲劳的研究现状  12
  1.3 疲劳裂纹扩展行为研究现状  12-13
  1.4 疲劳裂纹扩展预测模型的研究现状  13-19
    1.4.1 传统的疲劳裂纹扩展模型  13-14
    1.4.2 裂纹闭合模型  14-15
    1.4.3 两参量驱动力模型  15-17
    1.4.4 裂纹开口载荷的确定方法  17-19
  1.5 研究内容  19-20
第2章 Q345B 焊接接头疲劳试验方法  20-32
  2.1 试验设备  20
  2.2 试验材料与试样  20-24
  2.3 试验方法  24-31
    2.3.1 单轴拉伸试验  24-26
    2.3.2 恒应变循环试验  26-28
    2.3.3 疲劳裂纹扩展试验  28-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章 Q345B 焊接接头单轴拉伸与循环特性  32-47
  3.1 单轴拉伸试验  32-34
  3.2 循环变形性能  34-42
    3.2.1 垂直轧制母材  34-37
    3.2.2 焊缝金属  37-39
    3.2.3 模拟过热区  39-42
  3.3 应变疲劳性能  42-44
    3.3.1 垂直和平行轧制母材  42-43
    3.3.2 焊缝区和模拟过热区  43-44
  3.4 疲劳性能试验结果分析  44-45
  3.5 本章小结  45-47
第4章 Q345B 焊接接头裂纹扩展行为  47-66
  4.1 母材  47-54
    4.1.1 应力比对母材裂纹扩展速率的影响  47-51
    4.1.2 厚度对母材裂纹扩展速率的影响  51-52
    4.1.3 轧制方向对母材裂纹扩展速率的影响  52-54
  4.2 焊缝  54-56
    4.2.1 应力比对焊缝裂纹扩展速率的影响  54-55
    4.2.2 母材与焊缝疲劳裂纹扩展比较  55-56
  4.3 模拟过热区  56-59
    4.3.1 应力比对模拟过热区裂纹扩展的影响  56-57
    4.3.2 母材与过热区疲劳裂纹扩展比较  57-59
  4.4 疲劳裂纹扩展不同预测模型比较  59-64
    4.4.1 新提案的疲劳裂纹扩展模型  59-61
    4.4.2 不同模型结果比较  61-64
  4.5 试验结果分析  64-65
  4.6 本章小结  65-66
第5章 讨论  66-76
  5.1 微观分析  66-74
    5.1.1 焊接接头金相组织  66-68
    5.1.2 疲劳裂纹扩展宏观形貌  68-70
    5.1.3 微观疲劳裂纹扩展行为  70-74
  5.2 本章小结  74-76
第6章 结论与展望  76-78
  6.1 结论  76
  6.2 展望  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
攻读学位期间参加的科研项目和成果  83

相似论文

  1. 316LN奥氏体不锈钢焊接接头应力腐蚀开裂研究,TG407
  2. 水泥稳定基层材料疲劳性能研究,U414
  3. VCFEM模拟颗粒增强复合材料界面闭合,TB33
  4. 载重子午胎胎圈裂纹扩展研究及寿命预估,TQ336.1
  5. 水泥深层搅拌法加固软土地基的承载力特性研究,TU473.1
  6. 湿陷性黄土中钻孔夯扩挤密桩复合地基试验与应用研究,TU473
  7. 基于有限元和断裂力学的起重机结构故障诊断,O346.1
  8. 基于楔型向错偶极子应力释放的裂纹形核问题的研究,O346.1
  9. 基于无网格伽辽金法疲劳裂纹扩展的数值模拟,O346.1
  10. 6082Al-Mg-Si合金氩弧焊焊接接头力学性能与微观组织研究,TG407
  11. 45号钢在不同应力比循环载荷下的微动疲劳特性,TG142.15
  12. 机械复合管焊接接头机械性能及高温高压CO2腐蚀行为研究,TG172
  13. 管线钢焊接接头在H_2S环境下应力腐蚀开裂行为研究,TE988.2
  14. 黄河三角洲不同粘粒含量粉土的动力特性研究,TU442
  15. 双向增强体复合地基作用机理分析,TU473.1
  16. A7N01铝合金焊接接头的组织及力学性能,TG407
  17. 吹填土地基应用CFG桩复合地基的模型试验与数值分析,TU473.1
  18. 加筋黄土的真三轴试验研究,TU472.34
  19. 钢轨数控精磨机整体方案及测控系统设计,U213.4
  20. 哈大客运专线刚—柔性桩复合地基工作性状研究,U213.1

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接一般性问题 > 疲劳强度问题
© 2012 www.xueweilunwen.com