带裂纹试样内氢扩散过程的边界元分析

摘要

建立了氢扩散问题的边界元分析方法,并对带裂纹试样内氢的扩散过程进行了数值模拟,给出了裂尖附近氢的聚集过程及氢浓度分布随时间变化的定量关系,进一步探讨了材料硬化参数H′及扩散方程中系数α对裂尖前缘氢浓度分布的影响。结果表明,裂尖塑性区内氢浓度随扩散时间的增加而升高,在一定时间范围内,裂尖前缘氢浓度会出现双峰值现象,随着时间推移,塑性区内会出现氢的高度浓集,在裂尖附近,其氢浓度可比基体氢浓度高出两个数量级。计算结果还表明,塑性区内氢的聚集程度随系数α的增大而升高,随硬化参数H′的增大而降低。文中还与有关的试验现象和结果进行了比较与讨论。