焊接结构疲劳裂纹扩展模型

准确预测裂尖塑性区

考虑残余应力演化和屏蔽效应的改进模型，能更准预测焊接接头疲劳寿命。

Zhang, Zhe · 杨冰 · James, M. N. · 肖守讷

Journal of Materials Research and Technology 2024

参数信息

残余应力完全松弛时 a/W 值

0.56

技术优势

残余应力演化规律明确

实验揭示了焊态试样裂尖残余应力在疲劳裂纹扩展过程中加速下降，且当 a/W 达到约 0.56 时完全松弛，这为模型中的应力演化项提供了直接依据。

模型精度更高

新模型在传统裂尖塑性区尺寸公式中引入了反映残余应力和屏蔽效应的参数，并在焊态与热处理态试样上得到实验验证，能更准地预测疲劳裂纹扩展行为。

应用场景

• 焊接结构完整性评估：评估含残余应力的焊接结构在疲劳载荷下的完整性与剩余寿命。
• 疲劳寿命预测：利用改进模型更准确地预测焊接接头的疲劳裂纹扩展寿命。
• 裂尖力学分析：分析残余应力演化对裂尖应力强度因子和屏蔽效应的影响机制。
• 航空航天结构耐久性：用于航空航天焊接结构的疲劳容限设计与寿命管理。