發(fā)布時間：2021-08-25 06:48

　　用機械預(yù)壓縮法在裂紋前端引入殘余應(yīng)力,模擬了殘余應(yīng)力與外加載荷共同作用下CT試樣裂尖前端的應(yīng)力場,對比分析了外加載荷、剛體壓縮位置和缺口半徑對裂尖前端殘余應(yīng)力重新分布的影響。結(jié)果表明,隨著外加載荷的增大,殘余應(yīng)力拉壓應(yīng)力峰值均有遠離缺口前端的趨勢,外加載荷和剛體壓縮位置的改變對裂紋尖端周向張開應(yīng)力幾乎沒有影響。小的缺口半徑會產(chǎn)生更大的張開應(yīng)力,更容易導(dǎo)致裂紋的起裂和擴展。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

含缺口CT試樣的幾何尺寸(W=20 mm,a/W=0.5)

考慮到CT試樣的對稱性，為節(jié)約計算成本和提高模型的網(wǎng)格質(zhì)量，建立了1/2的有限元分析模型，有限元模型及網(wǎng)格劃分如圖2(a）所示，整體模型的網(wǎng)格數(shù)為20387。x軸方向為裂紋擴展方向，y軸垂直于裂紋擴展方向。模擬過程采用平面應(yīng)變二維有限元模型，網(wǎng)格選用四節(jié)點平面應(yīng)變單元CPE4。在裂紋前緣區(qū)域劃分足夠精細的網(wǎng)格，較遠區(qū)域劃分較粗糙的網(wǎng)格以提高求解精度、收斂速度并節(jié)約計算時間，裂紋前端局部網(wǎng)格劃分如圖2(b）所示。2 結(jié)果及討論

選用缺口半徑r=0.25 mm的一組CT試樣，施加P=0.3mm的壓縮位移，然后再卸載，以引入殘余應(yīng)力，通過中心孔加載的方式分別施加外加拉伸載荷T=200、400和600N，剛體壓縮位置dc=15 mm。圖3為CT試樣裂紋前端的張開應(yīng)力分布云圖，僅有殘余應(yīng)力存在的情況下，裂紋前端的高應(yīng)力區(qū)較小。殘余應(yīng)力和外加載荷共同作用時，隨著外加載荷的增大，張開應(yīng)力越來越大。圖4和圖5考察了垂直于裂紋擴展方向的張開應(yīng)力，分別為殘余應(yīng)力和外加載荷的共同作用對裂紋前端和裂紋圓周方向張開應(yīng)力的影響。如圖4所示，沿試樣韌帶方向，張開應(yīng)力先增大至拉應(yīng)力峰值，然后迅速下降為0，增大至壓應(yīng)力峰值，然后回復(fù)為0，再逐漸增大為拉應(yīng)力。同時外載越大，沿著試樣韌帶中線張開應(yīng)力越大，張開應(yīng)力峰值有遠離裂尖的趨勢，且拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的峰值差距越小。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]壓水堆壓力容器接管-主管安全端焊接件在高溫水中失效案例和相關(guān)研究[J]. 李光福.  核技術(shù). 2013(04)
[2]異材焊接件A508/52M/316L在高溫水環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕破裂[J]. 李光福,李冠軍,方可偉,彭君,楊武,張茂龍,孫志遠.  金屬學(xué)報. 2011(07)



本文編號：3361617