华东理工大学-压力容器设计第9章解读.pdf

压力容器设计课程相关讲座 第九章 失效分析的理论与实践 华东理工大学机械与动力工程学院 潘家祯 1．断裂表面形貌  在焊接结构中，疲劳和脆性断裂是两种最重要的 在役断裂形式。  疲劳断裂占断裂事故的90 ％，脆性断裂虽然它的 比例不高，但是它会造成灾难性的事故。 1 1．断裂表面形貌 • 疲劳是由交变应力引起的结构失效的一种形式。 • 它发生在总体应力低于材料屈服应力的情况下。 • 它发生在结构中的应力集中的部位。 • 在焊接结构中，作为焊缝外部几何形状的结果， 或者以焊接缺陷形式的内部不连续，都会增加应 力集中。 2 1．断裂表面形貌  这里收集了一套断裂表面复型，展示这两种断裂表 面的形貌。 3 1．断裂表面形貌 • 下面收集了四种疲劳断裂形貌，其中包括了在焊 接结构中经常会出现的应力集中。 • 其中两种断裂形貌与设计有关，另外两种与内部 缺陷有关。 • 与设计有关的两种情况是： －不能承载的角焊缝； －对接焊缝； 4 断裂形貌1：填角焊缝根部萌生的裂纹 经向焊缝 这是不承载的角 焊缝。 疲劳发生在不承 载的填角焊缝的根 部。 焊缝根部的 不可能设计不带 应力集中处 焊缝根部 填角焊缝的复杂焊 接结构。 横向焊缝 由于它的形状， 在焊缝根部存在微 焊缝根部的 小缺陷。 5 应力集中处 断裂形貌1：填角焊缝根部萌生的裂纹 经向焊缝 微小缺陷构成了 严重的应力集中， 不论应力垂直或者 平行于焊缝。