激光-電弧復(fù)合焊接7075-T6鋁合金裂紋擴(kuò)展分析.pdf

1、本文研究了激光-電弧復(fù)合焊薄板7075-T6鋁合金接頭的疲勞裂紋擴(kuò)展特性。首先通過(guò)試驗(yàn)建立了不同熱輸入量與彈性模量之間的函數(shù)關(guān)系,并獲得了給定熱輸入量下的疲勞壽命。另外,文中還比較了各種焊接缺陷對(duì)疲勞壽命的影響?；诟倪M(jìn)的Forman公式,提出了一種考慮復(fù)合焊7075-T6鋁合金接頭性能差異性、應(yīng)力強(qiáng)度因子門檻值、裂紋擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力以及殘余應(yīng)力等多因素耦合的接頭壽命預(yù)測(cè)模型。通過(guò)有限元模擬仿真并結(jié)合裂紋擴(kuò)展和接頭拉伸試驗(yàn),對(duì)提出的模型進(jìn)行了

2、驗(yàn)證。結(jié)果表明,該模型預(yù)報(bào)的接頭壽命與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
　　本文采用ABAQUS有限元軟件仿真計(jì)算方法綜合考慮了復(fù)合焊接頭性能差異性、應(yīng)力強(qiáng)度因子門檻值、裂紋擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力以及殘余應(yīng)力等因素對(duì)復(fù)合焊7075-T6鋁合金接頭疲勞壽命的影響:
　　1.由于經(jīng)歷了復(fù)雜的熱循環(huán)及化學(xué)冶金過(guò)程,焊接接頭中通常存在較多的缺陷,如裂紋、氣孔、夾渣等,因此焊接接頭的性能與母材的性能有較大差別。在有限元模擬過(guò)程中,母材與焊接接頭分別建模比較符合

3、實(shí)際。
　　2.研究發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子幅大于某臨界值時(shí)裂紋才會(huì)擴(kuò)展。如果直接用Paris公式預(yù)測(cè)接頭的疲勞壽命,難以確保所得結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　3.根據(jù)經(jīng)典的Paris公式,人們普遍認(rèn)為應(yīng)力強(qiáng)度因子幅?K是裂紋擴(kuò)展的主要驅(qū)動(dòng)力。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在應(yīng)力強(qiáng)度因子幅相同的條件下,外載荷越大,裂紋擴(kuò)展速率越大,這表明裂紋擴(kuò)展速率不僅受?K的影響而且還與最大應(yīng)力有關(guān)。因此,數(shù)值模擬過(guò)程中不應(yīng)忽略最大外載荷的影響。
　　4.眾