2205双相不钢焊接结构疲劳裂纹扩展速率研究.pdf

摘 要 近些年来，随着科技的迅猛发展，工业装置逐步大型化、复杂化，机械构件 由于疲劳发生失效的现象明显增加。而作为具有优良性能的新型钢种——双相不 锈钢，已经被广泛使用，并大有取代普通奥氏体不锈钢的趋势，尤其在各类管道 和造船业中。为此，本文以重庆市科委重大科技攻关计划项目“特种船舶焊接技术 构的疲劳裂纹扩展速率及疲劳性能进行了有限元模拟，同时进行了相关实验研究 用于验证。具体的研究内容有以下几部分： 本文首先综述了双相不锈钢的焊接及其裂纹扩展等疲劳性能的现状和动向，并 概述了焊接结构疲劳强度的基本理论。 其次，运用ANSYS分析软件对2205双相不锈钢焊件不同部位的裂纹扩展速率 进行了模拟分析，并用ANSYS中的APDL语言开发了模拟数据的后处理程序，从而 获得了各种条件下应力、应变的情况，以及疲劳裂纹长度、加载情况等信息，以 文件形式进行保存。 再次为了验证模拟结果的有效性，本文在不同应力比的条件下针对2205双相 不锈钢厶K、da／dN等-参数进行了疲劳裂纹扩展速率相关实验研究，探讨了此钢种 焊接结构中母材、热影响区、焊缝的抗疲劳扩展的能力，并分析了焊件不同部位 对应力比的敏感度。 最后，运用Yanyao 模拟数据进行处理，得到有限元模拟的结果，并将此结果与实验结果相比较，验 证有限元模拟的可行性。 通过一系列实验研究，证明实验结果与有限元模拟分析结果比较接近，运用有 限元对2205双相不锈钢焊接结构的疲劳裂纹扩展速率等疲劳性能进行仿真的方法 是可行的。 关键词：焊接结构：双相不锈钢：疲劳裂纹扩展速率；ANSYS ABSTRACT and recent the ofscience In development rapid years．with theaccidentsof isincreasing· been and fatigue have largercomplexity,and equipments hasexcellent anewsteel that stainless types same steel，as A土the time，duplex muchto the trendofaustenitic been general used，and replace DerfIormance，haswidely andthe the inthe industry．With steel shipbuilding stainless pipes particularly which and Commis