Cường độ ứng suất suy diễn từ ứng suất xung quanh mối hàn điểm

International Journal of Fracture Mechanics - Tập 99 - Trang 239-257 - 1999
Shicheng Zhang1
1Research and Technology, Daimler-Benz AG, Stuttgart, Germany; e-mail

Tóm tắt

Cường độ ứng suất (các yếu tố cường độ ứng suất và tích phân J) xung quanh một mối hàn điểm giữa các tấm vật liệu khác nhau và có độ dày khác nhau thường được biểu diễn bằng các ứng suất cục bộ xung quanh mối hàn điểm. Các suy diễn được thiết lập dựa trên mô hình vết nứt ở giao diện, mô tả các mặt cắt ngang dạng tia của mối hàn điểm với các ứng suất cục bộ thay đổi từ điểm này sang điểm khác dọc theo chu vi của viên hàn. Tích phân J được xác định một cách phân tích bằng cách áp dụng các điều kiện cân bằng và lý thuyết tấm sơ cấp vào mô hình. Các yếu tố cường độ ứng suất sau đó được tách biệt bằng cách theo dõi quy trình phân rã tải trọng và một giải pháp phân tích cho các vết nứt ở giao diện. Cường độ ứng suất nhiệt cũng được xác định cho mối hàn điểm. Các ví dụ ứng dụng được đưa ra cho mẫu thử kéo-shear.

Từ khóa

#cường độ ứng suất #mối hàn điểm #vật liệu khác nhau #mô hình vết nứt giao diện #tích phân J

Tài liệu tham khảo

Malyshev, B.M. and Salganik, R.L. (1965). The strength of adhesive joints using the theory of cracks. International Journal of Fracture 1, 114-128. Murakami, Y. (Ed.) (1987). Stress Intensity Factors Handbook, Pergamon, Oxford, 1(8), 427-640. Pook, L.P. (1975). Fracture mechanics analysis of the fatigue behaviour of spot welds. International Journal of Fracture 11, 173-176. Radaj, D. (1990). Design and Analysis of Fatigue Resistant Welded Structures, Abington Publishing, Cambridge. Radaj, D. and Zhang, S. (1991a). Stress intensity factors for spot welds between plates of unequal thickness. Engineering Fracture Mechanics 39, 391-413. Radaj, D. and Zhang, S. (1991b). Simplified formulae for stress intensity factors of spot welds. Engineering Fracture Mechanics 40, 233-236. Radaj, D. and Zhang, S. (1992). Stress intensity factors for spot welds between plates of dissimilar materials. Engineering Fracture Mechanics 42, 407-426. Radaj, D. and Zhang, S. (1994). Thermal stress singularity and fracture strength at bimaterial crack tips. Mis-Matching of Welds, ESIS 17 (Edited by K.-H. Schwalbe and M. Kocak), Mechanical Engineering Publications, London, 177-194. Rice, J.R. (1988). Elastic fracture mechanics concepts for interfacial cracks. Journal of Applied Mechanics 55, 98-103. Rice, J.R. and Sih, G.C. (1965). Plane problems of cracks in dissimilar media. Journal of Applied Mechanics 32, 418-423. Smith, R.A. and Cooper, J.F. (1988). Theoretical predictions of the fatigue life of shear spot welds. Fatigue of Welded Constructions, Publ The Welding Institute, Abington, Cambridge. Suo, Z. and Hutchinson, J.W. (1990). Interface crack between two elastic layers. International Journal of Fracture 43, 1-18. Wang, P.C. and Ewing, K.W. (1988). A J-integral Approach to Fatigue Resistance of a Tensile-shear Spot Weld. SAE Paper 880373. Wang, P.C. and Ewing, K.W. (1991). Fracture mechanics analysis of fatigue resistance of spot welded coach-peel joints. Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures 14, 915-930. Yuuki, R. and Ohira, T. (1989). Development of the Method to Evaluate the Fatigue Life of Spot-welded Structures by Fracture Mechanics, IIW Doc. III-928-89. Yuuki, R., Ohira, T., Nakatsukasa H. and Yi W. (1986). Fracture Mechanics Analysis of the Fatigue Strength of Various Spot Welded Joints. In symposium on Resistance Welding and Related Processes, Osaka. Zhang, S. (1995). Forces and Stresses in Seam Welded Overlap Joints. Research Report 95-0005, Daimler-Benz AG, Stuttgart. Zhang, S. (1997). Stress intensities at spot welds. International Journal of Fracture, 88, 167-185. Zhang, S. (to appear). Approximate stress intensity factors and notch stresses for common spot-welded specimens. Welding Journal, submitted for publication. Zhang, S. and Radaj, D. (1996). Forces and stresses in seam welded overlap joints derived from outer surface deformation. Engineering Fracture Mechanics 54, 743-750.