t型焊接接头裂纹试验与数值模拟研究

《t型焊接接头裂纹试验与数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、辽宁工业大学硕士学位论文T型焊接接头裂纹试验与数值模拟研究专业:工程力学研究生:王建红指导教师:孙洪军教授辽宁工业大学土木建筑工程学院二〇一五年三月MasterThesisStudyOnTestAndNumericalSimulationofT-jointWeldingCrackSpeciality:EngineeringMechanicsCandidate:WANGJian-hongSupervisor:ProfessorSUNHong-junLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaM

2、arch2015摘要焊接接头是指应用焊接方法将焊件连接在一起形成的接头。如果焊接接头发生破坏，那么整个焊接结构强度便会失效。大量工程案例表明：多数情况下，焊接结构的破坏是由于焊接接头损坏引起的。本论文从T型接头的焊接裂纹试验和裂纹数值模拟两个方面，来分析修井船T型接头全熔透焊缝焊接横向裂纹产生的原因，并提出相应的解决措施，为海工产品及民船焊接质量提供有利而可靠的保证。本论文的研究思路与过程如下：第一，从裂纹再现及扩大性排查试验、常规理化性能试验以及裂纹解剖分析试验判定该试验裂纹为氢致延迟裂纹。通过延迟裂纹理论分析，得出该裂纹与焊接金属中氢的含量、

3、焊接接头金属所承受的拉应力以及金属的塑性储备等因素有关。第二，利用ANSYS软件进行T型接头的焊接裂纹扩展数值模拟，分析在焊接裂纹发生处产生的应力、应变规律，得出表征裂纹扩展速度的裂纹应力强度因子，并与利用最大周应力理论计算得到的结果，进行比对，得出运用ANSYS软件进行焊接裂纹的数值模拟是可行的，且在误差允许的范围之内。第三，通过对诸多因素的分析，确定T型接头焊接裂纹产生的主要因素有熔敷金属扩散氢含量、拘束应力的大小、熔敷金属碳当量及化学成分以及现场的工作条件等。第四，针对修井船T型接头焊接裂纹产生的实际，采取适当的预防措施。如建立一定的预热制

4、度、材料优选以及焊接工艺的优化等方式，进行防止焊接裂纹的产生。总之，本研究结果为改善和预防焊接裂纹提供了创新性的思路与途径。关键词:T型接头；裂纹；数值模拟；试验；应力强度因子IAbstractWeldedjointisthejointthatisformedbytheweldingconnectionmethod.Iftheweldingjointisdamaged,thestrengthofwholeweldingstructurewillfail.Alargenumberofengineeringcasesshowthat:inmostca

5、ses,thefailureofweldedstructuresisduetodamagecausedbyweldingjoint.Inthisdissertation,consideredbytwodifferentwayscracktestandnumericalsimulation,thecauseofT-jointfullpenetrationweldingtransversecrack,thecorrespondingsolutionsareproposed,anditprovidestheguaranteefortheadvantag

6、eandreliabilityformarineproductsandshipweldingquality.Theresearchmentalityandtheprocessofthethesisareasfollows:Firstly,accordingtothecrackreproductionandexpandedinvestigationtest,routineperformancetestingandtheanatomytestofcrackitisdeterminedthatthecrackishydrogeninducedandde

7、layedcrack.Throughthetheoreticalanalysisofdelayedcrack,themainfactorstodeterminetheT-jointweldingcracksarediffusionhydrogencontentofdepositedmetal,tensilestress,metalplasticityandotherfactors.Secondly,T-jointweldingcrackpropagationnumericalsimulationisusedbyANSYSsoftware.Them

8、ainAnalysisprocessisasfollows:theresultingstress,strainregularityint