A Ductile Tear Fracture Analysis of Lap Welded Joints

Abstract

Numerical analysis of the ductile fracture of lap welded joints has been performed for a standard CT specimen. Mono-, bi- and trimetallic CT configurations were studied in order to compare the J-integral and CTOD global approaches with a local approach (Rice and Tracey model). It is found that the above change in configuration has no impact on evolution of the global parameters, while the void growth ratio R/R is very sensitive to the stress and strain fields around the crack tip. Furthermore, using the parameter R/Ro distribution at the crack tip, allowed us to predict the crack propagation direction in the case of lap welded joints.

Выполнен численный расчет параметров вязкого разрушения компактных образцов, моделирующих сварное соединение внахлестку. Исследовались моно-, би- и триметаллические конфигурации компактных образцов с целью сравнения глобальных (J-интеграл и раскрытие вершины трещины) и локального (модель Райса-Трейси) подходов. Показано, что такие изменения конфигурации образцов не влияют на глобальные параметры, в то время как локальный параметр - коэффициент роста пор R/R0 - весьма чувствителен к изменению полей напряжений и деформаций в окрестности вершины трещины. Предлагается направление распространения трещины в случае сварного соединения внахлестку прогнозировать по распределению параметра R/R0 в окрестности вершины трещины.

Виконано числовий розрахунок параметрів в’язкого руйнування компактних зразків, що моделюють зварне з ’єднання внапуск. Досліджували моно-, бі- та триметалічні конфігурації компактних зразків із метою порівняння глобальних (J-інтеграл та розкриття вістря тріщини) і локального (модель Райса-Трейсі) підходів. Показано, що такі зміни конфігурації зразків не впливають на глобальні параметри, в той час як локальний параметр - коефіцієнт росту пор R/R0 - дуже чутливий до зміни полів напружень і деформацій в околі вістря тріщини. Пропонується напрямок поширення тріщини у випадку зварного з ’єднання внапуск прогнозувати по розподілу параметра R/R0 в околі вістря тріщини.