Q355B钢对接接头气孔缺陷对疲劳寿命影响的试验研究与数值模拟 - 熊海江; 赵东拂; 刘育民; 郝佩远; 张菊 (Jianzhu Gangjiegou Jinzhan)
焊接过程常伴随着气孔、夹渣、咬边等缺陷的产生，这些缺陷在疲劳荷载作用下容易导致疲劳裂纹的产生和扩展。使用有限元软件ABAQUS结合断裂力学分析软件Franc3D，建立含气孔缺陷的对接接头有限元模型，并在应力集中最大值处植入裂纹，依据断裂力学M积分对含裂纹的模型进行数值模拟，得到了不同初始裂纹长度和焊缝宽度下裂纹尖端的应力强度因子。分析结果显示，裂纹尖端的应力强度因子对初始裂纹长度变化敏感，随长度增加而增加，而裂纹两端的应力强度因子则呈相反趋势；增加焊缝宽度可以显著降低应力强度因子，随着焊缝宽度的增加，这种趋势逐渐变缓。在此基础上，采用断裂力学Paris公式建立了含气孔缺陷对接接头疲劳寿命预测模型，通过试验验证了模型的准确性，结果显示：除个别试件外，模型预测结果与试验误差低于20%，可以较为准确地预测含气孔缺陷对接接头的疲劳寿命。