断裂力学在焊接结构疲劳裂纹扩展研究中的应用.pdfVIP

应用与试验 · 机械研究与应用 · 断裂力学在焊接结构疲劳裂纹扩展研究中的应用 黄 向红 (I~／)1l机 电职业技术学院，四川 攀枝花 617064) 摘 要：疲劳裂纹的产生以及扩展对结构件的安全使用存在着巨大的隐患，掌握疲劳裂纹扩展的基本规律和熟悉影 响疲劳裂纹扩展的因素是非常必要的。对疲劳裂纹扩展的基本规律和影响因素进行了分析，并举例应用断 裂力学的理论对焊接结构疲劳裂纹的扩展寿命进行 了估算。 关键词：断裂力学；焊接结构；疲劳裂纹扩展；应用 中图分类号：TB12 文献标识码：A 文章编号：1006—4414(2011)03—0080-03 Applicationoffracturemechanicsinthefatiguecrack propagationofweldingstrucutres HuangXiang．．hong (Sichuanpolytechniccollegeofeelctricalandmechanical，PanzhihuaScihuan 617064，China) Abstract： einitiationandextensionoffatiguecrackcanbeabudforUStousingthewel~ngstructures．SOitisveryimpor- tanttomasterthelawoftheextensionabouttherfacturemechanicsandbefamiliarwitllthefactorsthataffectthefatiguecrack growth．Inthispaper，thebasiclawoffatiugecrackgrowthandimpactfactorsarenaalyzed．Italsocitessomeexamplesabout usingthetheoryofrfacturemechnaicstOestimatethelifeof theweldingstructureswithitsextensionfatiug ecrack． Keywords：fracturemechanics；weldedstructures；fatiguecrackgrowth；application 1 概 述 引起应力集 中现象，在峰值应力处将会产生微观裂 疲劳断裂是焊接结构的主要破坏形式之一。据 纹。由于焊接接头的特殊性，在焊趾及焊根处有严重 统计在现代工业领域中，约有90％的焊接结构破坏 的应力集中，当经受多次重复载荷的作用后，即使这 是由焊接接头的疲劳断裂引发的…。疲劳问题引起 些部位没有存在缺陷，会产生微观裂纹形成裂源 ¨。 了人们的重视，利用各种方法来计算结构在给定工作 一 个含有初始裂纹 a。的焊接构件，当承受静载 条件下的疲劳寿命。 荷时，只有在其应力水平达到临界应力 (Jr时，即当其 传统疲劳强度的计算方法，是在大量疲劳试验的 裂纹尖端的应力强度因子达到临界值 。时，才会发 统计结果上获得载荷一循环次数曲线，然后在此基础 生失稳破坏。假如构件承受一个低于or。但又具有足 上，利用疲劳图再给以一定的安全系数进行设计和选 够大的循环应力，这个初始裂纹 a。便会发生缓慢扩 材，然而构件在实际使用中仍会过早发生意外破坏。 展，当达到临界裂纹尺寸时，会使构件发生破坏。裂 这就是说，设计的可靠性未能得到充分保证。这种情 纹在循环应力的作用下，由初始值a。到临界值 口。这 况的出现主要是由于评定疲劳特性所用试件与实际 一 段扩展过程，就是疲劳裂纹的亚临界扩展阶段…。 构件之间存在者差异。