加载角度对高速列车铝合金焊接接头裂纹扩展路径的影响

发布时间：2024-03-31 09:27

　　以A7N01铝合金焊接接头为研究对象,基于最大周向应力准则,通过数值模拟的方法对接头裂纹在Ⅰ-Ⅱ复合加载下的扩展路径进行了研究,其中重点分析了当裂纹扩展到焊缝与母材之间的界面时,复合加载角度α对其启裂角度θ的影响.结果表明:在Ⅰ-Ⅱ复合载荷作用下,接头裂纹扩展到界面时,其扩展方向存在三种可能性:一是继续在焊缝中扩展;二是沿着界面方向扩展且不进入母材;三是穿过界面且进入母材.当α=30°时,裂纹在界面处的启裂角θ约为0°,裂纹将沿着界面的方向扩展且不进入母材;当α=45°时,裂纹在界面处的启裂角θ约为30°,裂纹将穿过界面且进入母材;当α=60°时,裂纹在界面处的启裂角θ约为41°,裂纹将穿过界面且进入母材.

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图１接头裂纹在界面处的扩展Ｆｉｇ．１Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｆｊｏｉｎｔｃｒａｃｋｓａｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ

，得到了描述三维裂纹启裂的判断准则．本文为了分析在Ⅰ－Ⅱ复合加载下，复合加载角度对Ａ７Ｎ０１铝合金焊接接头裂纹扩展路径的影响，主要基于最大周向应力准则，采用数值模拟的方法，借助有限元软件ＡＢＡＱＵＳ先进行Ａ７Ｎ０１铝合金对接焊模拟，然后进行接头裂纹扩展模拟，进而着重讨论当接头裂纹....

图２接头裂纹尖端材料面角度Ｆｉｇ．２Ａｎｇｌｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｕｒｆａｃｅａｔｃｒａｃｋｔｉｐｏｆｊｏｉｎｔ

启裂角的影响．１复合裂纹扩展路径机理１．１接头复合裂纹扩展路径问题描述本文所要分析的接头裂纹扩展路径问题如图１所示，其中Ⅰ－Ⅱ复合载荷为Ｆ；加载角度为α；裂纹处于焊缝的中心线上且裂纹尖端为Ｏ，裂纹扩展到界面处的启裂角为θ，当－９０°≤θ＜０°时裂纹在焊缝中扩展，当θ＝０°时裂纹沿....

图３复合裂纹尖端偏转角Ｆｉｇ．３Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｏｆｃｏｍｐｏｕｎｄｃｒａｃｋｔｉｐ

裂纹的偏转角度θ１，从而可以确定裂纹扩展时第一段的裂尖位置．ＢＣ段为裂纹扩展的第二段，根据第一段的裂尖确定方法同样可以得到第二段的裂尖位置，之后以此类推，即通过裂纹扩展过程中每一段的裂尖位置最终可以确定裂纹的扩展路径．图３复合裂纹尖端偏转角Ｆｉｇ．３Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅ....

图４焊接接头几何模型Ｆｉｇ．４Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｏｆｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔ

ＵＳ对接头复合裂纹的扩展路径进行数值模拟，进而分析在Ⅰ－Ⅱ复合加载下接头裂纹的扩展路径变化规律，尤其是当接头裂纹扩展到界面时其扩展方向的选择问题，且着重讨论加载角度对裂纹启裂角的影响．２．１Ａ７Ｎ０１铝合金对接焊模拟为了准确地模拟当接头裂纹扩展到界面时，其启裂方向的选择问题，必须....

本文编号：3943799