不同强度匹配10CrNi3MoV船体钢焊接结构的安全评定
2012-09-26桂赤斌陈文君
船舶力学 2012年5期
孙 吉,桂赤斌,陈文君
(1海军工程大学 船舶与动力学院,武汉 430033;2华中科技大学 材料科学与工程学院,武汉 430074)
1 引 言
焊接是造船过程中极为关键的环节。对于高强钢船体,非常微小的焊接缺陷都可能导致极为严重的宏观破坏[1],因此对焊接结构进行科学的安全评定具有重要的研究意义。
将焊缝与母材的屈服强度分别记为σyW与σyB,依据二者比值“接头匹配系数”M=σyW/σyB的大小,可将接头分为不同类型。M<1时称为“低匹配”,M>1时称为“高匹配”。当σyW与σyB相差很小(10%以内),0.9≤M≤1.1时,也可大致称为“等匹配”[2-3]。研究发现,接头匹配关系对焊接结构的使用性能影响显著。但在具体焊接工程中究竟哪种匹配方案最佳,长期以来存在着不同看法。
为了建立统一的安全评定标准,欧洲委员会于1999年完成了“欧洲工业结构完整性评定程序”,简称“SINTAP”[4]。本文基于此标准,对高强船体钢的不同匹配含缺陷焊接接头进行安全评定。
2 SINTAP评定标准
2.1 SINTAP评定等级的选择
SINTAP可以同时考核结构对脆性断裂及塑性失稳两种破坏模式的抵抗能力,它提供了失效评定图FAD和裂纹推动力CDF两种分析方法。本文采用前者,其关键在于失效评定曲线f( Lr)的建立与评定点坐标(Lr,Kr)的计算。FAD图由曲线f( Lr)与截止线Lr=围成,若评定点(Lr,Kr)落于图中安全区,则判定结构安全。图中横纵坐标均无量纲,分别称为“塑性失稳比”与“脆性断裂比”。
根据评定对象的具体情况及资料数据的完备程度,SINTAP方法分为7个评定等级,划分细致、精度较高。根据实际需要,本文可选择第1、2级评定。……
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