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铝焊接接头的断裂行为

焊接接头的断裂行为:
焊接接头时焊接结构的薄弱去,焊接时产生的各种冶金缺陷、几何缺陷和力学缺陷都集中在接头区。这些缺陷都可能导致接头发生断裂的断裂源,裂纹通常在应力低于σs的条件下,由作用载荷的施加而逐步扩展,最终导致突发性低应力断裂。
焊接接头的断裂应力与缺陷或裂纹存在有关。一方面,裂纹削弱了接头强度,裂纹越长,所引起的应力集中越严重,裂纹扩展速率随时间的持续而增大;另一方面,随着裂纹尺寸增大,接头的断裂强度进一步降低。
为了估算一定尺寸的裂纹(及其扩展速率)与结构断裂强度间的定量关系而发展了断裂力学。由于不同结构材料对裂纹的扩散阻力不同,从而提出了断裂韧度的概念。断裂韧度实际上反映了带裂纹体抵扣裂纹扩展,特别是抵抗裂纹发生失稳扩展的能力。理论研究及试验结果均表明,当材料一定时,裂纹的扩展行为与裂纹尖端应力场分布有密切的关系。焊接接头断裂韧性与裂纹尖端应力场强度因子的明显特点就在于焊接接头为力学不均匀体。

在工程中,焊接接头石油力学和冶金性能非均质的材料构成,并处在焊接残余应力的直接作用下。研究表明,在这样的条件下,除非焊缝中具有严重缺陷,或材料强度很高,或材料经过热处理,是的焊接残余应力作用相对减弱外,裂纹一般是在焊接接头内启裂,然后进入母材并在其中扩展。显然,考虑焊缝、热影响区的启裂性能是主要的,而对母材则需要考虑其止裂性能。这就是焊接结构防断设计的基本内容。

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