焊接热影响区的连续损伤力学模型.pdfVIP

维普资讯 第 3O卷 第 3期 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报 Vo1．30 No．3 1999年 9Jf| J．Xi’anUniv．ofArch．＆Tech． Sep．1998 焊接热影响区的连续损伤力学模型 @ ， }o一 ，’／ 王社 良 ，【 占 ’ (西安建筑科技大学建筑工程粟，西安，710055I男，I1 ，喇教授) 摘 要 运用连续损伤力学方法研究了焊接热影响区的韧性损伤和低周疲劳损伤的演变规律，提出了相应 的损伤力学模型．饿模壹不仅睫描述损伤的前期演变规律，面且还可以反魄损伤的后期加速现象，计算结果 与试验值也相当哟台． 关■词 连其掇愤力至 燕‘胃响区I焊接I掇苗模型 _ _ — — _ _ 一 - ● _ — _ 一 - _ 一 ● _ _ ● _ 一 中田分类号 TU313．2 M odelingofcontinuum damagemechanicsfortheheat ． affectedzoneintheweldedjoint W angSheliang (Dept．ofCons．Eng．，)【i’anUniv．ofArch．＆Tech．，Xi’8n．710055) Abstract Thecontinuum damagemechanicsapproachisusedtostudytheduc~ledamageandlowcyclefatiguedamage evolutionfortheheataffectedzoneinthe weldedjointofalow alloyde stee1．A newdamagemodelisproposedinthe frameworkofContinuum damagemechenics，whichisva]idnotonlytordescribingthequasistat~cdevelopmentofdam． age，butalsofordescribingthe accelerationofdamageevolution．Goodagreementsm reachedbetweenthemodelsarrd experlmentalresults． Keywords con~nuumdamagemec~nics，heataffectedzmc．w~Med曲 f，damagemodel 焊接工艺是一种非均匀的加热过程，热循环的变化范围报大，温度梯度高．这一高温热力学过程， 加上焊条与基体在化学成分上的差异，使焊区内存在明显的化学、物理和金相等方面的不均匀性以及较 严重的残余应力}而焊接结构的破坏，舅!主『要起源于焊接热循环作用引致相组织和性能发生明显变化的 区域，即热髟响区。特别是在其近缝区部分．由于谈区具有很强的组织梯度和性能梯度，高温热循环还 将导致材科 内部原有夹杂形态的变化和重新分布，这种组织和力学性质的不均匀性将对捍接热影响区 的损伤演变和微观力学行为起主导作用．本文 以连续损伤力学为基础 ，探讨焊接热影响区的韧性损伤 和低周疲劳损伤演变规律t建立相应的损伤模型。为进行结构寿命预测提供必要的理论依据． 1 韧性损伤模型 徽观分析表明，韧性损伤是包括空洞戚棱、长大及聚合等一系列反应韵持续结果．损伤前期主要是 单个空洞的形棱长大和汇合，寿命的绝大部分都消耗在这一腧段．损伤后期，随着塑性变形的发展，空 洞群的形成、长大和连接，加速了损伤进程，导致最终断裂破坏．因此，可把韧性损伤演变过程分为两个 腧段t即前期个别空洞的萌生——长大——聚合及后期空洞群的形成——长大——连接 ，总损伤D也 收葛 日期t1997-l1-14