基于斷裂參量K的船用945鋼對(duì)接接頭抗沖擊等承載設(shè)計(jì).pdf

1、艦船、潛艇在航行過(guò)程中會(huì)不可避免的受到魚(yú)雷等爆炸物的襲擊；壓力容器中高壓容器或超高壓容器在運(yùn)行時(shí)由于其內(nèi)部壓力會(huì)不斷變化，其對(duì)于焊接部位等薄弱的環(huán)節(jié)的破壞作用尤其值得關(guān)注。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮通過(guò)對(duì)焊接接頭形狀的設(shè)計(jì)來(lái)改善接頭的抗沖擊能力。本文提出“以動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI(t)作為承受沖擊載荷的參量，在焊縫與母材都含有缺陷時(shí)，通過(guò)改變接頭形狀參數(shù)，使得焊縫和母材的斷裂參量滿(mǎn)足Kw(t)/Kb(t)

2、得焊接接頭的抗沖擊能力盡可能與母材相同。確保在相同的沖擊載荷下，焊接接頭不先于母材發(fā)生斷裂，其是很有意義的。
　　為了實(shí)現(xiàn)接頭抗沖擊等承載能力，本文根據(jù)分離式霍普金森壓桿(SHPB)的沖擊原理，運(yùn)用大型有限元軟件MSC.Marc模擬了船用945鋼標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊過(guò)程，試樣模型的動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系采用 Johnson-Cook本構(gòu)模型，采用柔度變化率的方法得到裂紋起裂時(shí)間，進(jìn)而獲得試樣模型的斷裂韌度。本文分別對(duì)試樣模型受沖擊之后的慣性效應(yīng)和

3、應(yīng)變率效應(yīng)分別進(jìn)行了研究；在相同的沖擊速度和標(biāo)準(zhǔn)試樣模型的起裂時(shí)間下，通過(guò)對(duì)接頭的形狀參數(shù)(余高高度h、余高寬度m和焊趾半徑r)的模擬研究，明確了不同的形狀參數(shù)對(duì)試樣模型斷裂參量的影響。結(jié)合動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子KI(t)理論推導(dǎo)，通過(guò)對(duì)形狀參數(shù)的研究，得到對(duì)接接頭在不同形狀參數(shù)下的接頭形狀因子的修正系數(shù)方程f(h,m,r,W)，最終設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足抗沖擊等承載條件的對(duì)接接頭。
　　本文利用SHPB原理，以動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子KI(t)為判據(jù)，對(duì)