考虑焊接残余应力的U肋加劲板焊缝初始裂纹特性研究

来源：计算力学学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：关晓迪,郭宏超,赵越,徐利文,王铳

单位：西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室, 西安 710048,西安理工大学 土木建筑工程学院, 西安 710048,西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室, 西安 710048,西安理工大学 土木建筑工程学院, 西安 710048,西安理工大学 土木建筑工程学院, 西安 710048,西安理工大学 土木建筑工程学院, 西安 710048,西安理工大学 土木建筑工程学院, 西安 710048

摘要：针对U肋加劲板焊缝处初始裂纹扩展特性研究不足的问题,本文考虑了焊接残余应力的影响,研究U肋加劲板焊趾初始裂纹的扩展特性及裂纹的初始角度效应,得到初始裂纹具备扩展能力的有效角度区间,推导了有效角度区间数学模型。研究表明,初始裂纹角度越大,裂纹前缘有效应力强度因子幅值越大,裂纹扩展速率越快,且裂纹为I型主导的复合型裂纹,初始裂纹角度越大,II-III型特征越强;考虑焊接残余应力时,裂纹前缘应力比随着裂纹深度的增加而增大,随着初始裂纹角度和形状比的增大,裂纹前缘应力比变化不大,不同初始裂纹角度和形状比下应力比与裂纹深度呈线性正相关;焊接残余应力明显增大了裂纹可扩展的初始角度区间,且有效角度区间随着裂纹形状比的增大而减小。

关键词：U肋加劲板,焊接残余应力,应力比,初始裂纹角度,有效角度区间,

基金资助：国家自然科学基金(51978571;52378197);陕西省杰出青年基金(2021JC-41);陕西省重点研发计划(2022SF-199)资助项目