基于XFEM的焊接接头SCC扩展行为及断裂参量变化研究

发布时间：2024-12-20 22:55

　　核电安全端异种金属焊接接头在高温高压水环境中多种复杂载荷的作用下,将不可避免的发生SCC(应力腐蚀开裂)现象。为了搞清焊接接头不均匀力学中的裂纹扩展过程,本文基于XFEM(扩展有限元)技术并结合子模型技术,建立了一种新的研究裂纹扩展过程中裂纹路径和裂尖力学场变化的方法。研究了裂纹在焊接接头异种金属界面区域的裂纹扩展行为,进而对材料力学不均匀性和残余应力共同作用下的裂纹扩展行为进行了探究,并在此基础上对核电焊接接头断裂力学参量的变化进行分析。主要完成的工作如下:(1)基于XFEM和子模型技术,利用了子模型分析局部区域裂纹扩展路径变化的优势,建立了一种新的分析裂纹扩展过程中裂纹路径和裂尖力学场变化规律的方法,并验证了该方法的正确性。(2)利用建立的XFEM技术结合子模型处理方法,分析了不同材料屈服强度失配下的界面裂纹扩展行为,得出了材料强度失配比与裂纹扩展路径偏转方向之间的关系;并利用该方法讨论了不同材料界面角度对亚界面裂纹扩展规律的影响。(3)建立了符合实际工况的焊接接头三维计算模型,在材料不均匀性和残余应力共同作用下,对面状裂纹和半椭圆内表面裂纹的生长路径进行分析,获得了裂纹在各个位置的...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2182合金-A533B焊接接头熔合线附近SCC裂纹扩展示意图

1绪论3材料强度会促进应力腐蚀开裂[22]。薛河等通过研究表明，环境致裂过程中，基体金属和氧化膜尖端力学场发生变化，屈服强度变大会使裂尖应力增大[23]。侯娟等在微观尺度下进行了研究，采用了微观的研究手段，对以镍基合金为材料的焊接接头微观结构进行了相关分析。同时还测量了同种金属在....

图2.2裂缝增强示意图

西安科技大学工程硕士学位论文8保持在最低水平，减少计算量。图2.1在标准有限元法和富集有限元法中对弱和强不连续进行建模：(a)裂纹在带孔板中的扩展；(b)使用自适应网格细化的标准FEM，其中网格符合界面的几何形状；(c)使用均匀网格的富集有限元技术，其中界面切割的单元得到了丰富2....

图2.3慢应变速率应力腐蚀机

2XFEM在弹塑性材料应用的基本理论与技术9其中，(,)是高斯点在裂尖极坐标系下的坐标。2.2裂纹扩展试验与XFEM模拟对比分析304奥氏体不锈钢在一回路水环境中，不同K、试验时的加载方式的不同都会造成影响。应力强度因子K是裂尖弹性场断裂参数[55]，它是用来描述裂纹尖端附近区域....

图2.4CT试样加载

2XFEM在弹塑性材料应用的基本理论与技术9其中，(,)是高斯点在裂尖极坐标系下的坐标。2.2裂纹扩展试验与XFEM模拟对比分析304奥氏体不锈钢在一回路水环境中，不同K、试验时的加载方式的不同都会造成影响。应力强度因子K是裂尖弹性场断裂参数[55]，它是用来描述裂纹尖端附近区域....

本文编号：4017990