激光-電弧復合焊接7075-T6鋁合金裂紋擴展分析.pdf

1、本文研究了激光-電弧復合焊薄板7075-T6鋁合金接頭的疲勞裂紋擴展特性。首先通過試驗建立了不同熱輸入量與彈性模量之間的函數(shù)關系,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疲勞壽命的影響。基于改進的Forman公式,提出了一種考慮復合焊7075-T6鋁合金接頭性能差異性、應力強度因子門檻值、裂紋擴展驅(qū)動力以及殘余應力等多因素耦合的接頭壽命預測模型。通過有限元模擬仿真并結(jié)合裂紋擴展和接頭拉伸試驗,對提出的模型進行了

2、驗證。結(jié)果表明,該模型預報的接頭壽命與試驗結(jié)果吻合較好。
　　本文采用ABAQUS有限元軟件仿真計算方法綜合考慮了復合焊接頭性能差異性、應力強度因子門檻值、裂紋擴展驅(qū)動力以及殘余應力等因素對復合焊7075-T6鋁合金接頭疲勞壽命的影響:
　　1.由于經(jīng)歷了復雜的熱循環(huán)及化學冶金過程,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。在有限元模擬過程中,母材與焊接接頭分別建模比較符合

3、實際。
　　2.研究發(fā)現(xiàn),只有當應力強度因子幅大于某臨界值時裂紋才會擴展。如果直接用Paris公式預測接頭的疲勞壽命,難以確保所得結(jié)果的準確性。
　　3.根據(jù)經(jīng)典的Paris公式,人們普遍認為應力強度因子幅?K是裂紋擴展的主要驅(qū)動力。試驗研究發(fā)現(xiàn),在應力強度因子幅相同的條件下,外載荷越大,裂紋擴展速率越大,這表明裂紋擴展速率不僅受?K的影響而且還與最大應力有關。因此,數(shù)值模擬過程中不應忽略最大外載荷的影響。
　　4.眾