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薄壁异种金属高能束焊接结构界面区局部断裂行为研究
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作者 范凯 乔琳 《载人航天》 北大核心 2025年第4期480-492,共13页
为了实现航天器各组件中薄壁异种金属高能束焊接结构准确和可靠的断裂设计及评定,采用基于GTN损伤力学模型的有限元仿真方法研究了薄壁1050A/5A06高能束焊接结构界面区局部断裂行为。结果表明:界面区各材料间的力学性能失配(材料拘束)... 为了实现航天器各组件中薄壁异种金属高能束焊接结构准确和可靠的断裂设计及评定,采用基于GTN损伤力学模型的有限元仿真方法研究了薄壁1050A/5A06高能束焊接结构界面区局部断裂行为。结果表明:界面区各材料间的力学性能失配(材料拘束)导致了一个宽度为9.6 mm(x=-4.8~4.8 mm)的断裂行为(裂纹J-R曲线、试样断裂韧度J_(IC)和裂纹扩展路径)显著变化区域,同时该区域内断裂行为的变化幅度随着裂纹初始尺寸a_(0)/W的增加而减小。此外,基于1050A和5A06母材的断裂参量提出了具有一定保守度的简化断裂设计及评定许用值。 展开更多
关键词 薄壁异种金属高能束焊接结构 局部断裂行为 GTN损伤力学模型 有限元仿真 断裂设计及评定
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基于微小试样的薄壁异种金属高能束焊接接头界面区局部力学性能表征
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作者 范凯 钟继如 《载人航天》 北大核心 2025年第2期212-219,共8页
获取准确的界面区局部力学性能,以实现航天器各组件中薄壁异种金属焊接接头完整性分析。首先通过小冲杆试验测得界面区不同位置材料试样的力-挠度曲线,再采用有限元模拟反演得到典型区域(母材、熔合区、热影响区)的真应力-真塑性应变曲... 获取准确的界面区局部力学性能,以实现航天器各组件中薄壁异种金属焊接接头完整性分析。首先通过小冲杆试验测得界面区不同位置材料试样的力-挠度曲线,再采用有限元模拟反演得到典型区域(母材、熔合区、热影响区)的真应力-真塑性应变曲线和GTN损伤参数,最后通过数值计算和比例试样拉伸试验模拟确定典型区域材料的屈服强度和抗拉强度,并与试板性能测定数据进行对比。结果表明:薄壁1050A/5A06焊接接头中1050A母材区、熔合区、热影响区、5A06母材区的真应力-塑性应变曲线、屈服强度和抗拉强度均依次升高,同时得到的材料强度与实际拉伸试验得到的强度值相当,说明基于微小试样的薄壁异种金属高能束焊接接头界面区局部力学性能预测可行有效。 展开更多
关键词 薄壁金属焊接接头 局部力学性能 小冲杆试验 有限元反演 结构完整性
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