断裂应变对含损伤焊接接头裂纹扩展驱动力影响的数值

摘要

利用弹塑性损伤-应变耦合有限元方法,对含有损伤的焊接接头三点弯曲裂纹试样进行了模拟计算,讨论了母材区的断裂应变εfB的变化对焊缝区裂纹的扩展驱动力J积分的影响规律.结果表明,焊缝中裂纹的断裂行为受到焊缝两侧母材断裂应变的明显影响.对于无论何种强度匹配的接头,在焊缝区各项力学性能参数保持不变的条件下,随着母材区断裂应变的减小,损伤率的增加,损伤区的扩大,焊缝中裂纹韧带区塑性应变及裂纹扩展驱动力J积分均有明显的提高;随着接头强度匹配比M的降低(即母材屈服强度的升高),母材区断裂应变的变化对J积分的影响作用逐渐减弱;随着焊缝宽度的逐渐增加,母材断裂应变的变化对J积分的影响作用逐渐减弱,焊接接头试样的计算J积分值逐渐趋向于全焊缝材料试样计算得到的J积分值;当焊缝宽度增加到2H/a约为0.6时,母材断裂应变的变化对焊缝区裂纹扩展驱动力J积分的影响作用完全消失.