Numerical investigation of CTOD estimation methods for laser welds
Numerical investigation of CTOD estimation methods for laser welds
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激光焊接 CTOD 估算方法的数值研究
DOI：
10.1007/s40194-020-00904-4
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发表时间：
2020
影响因子：
2.1
通讯作者：
Minami Fumiyoshi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Takashima Yasuhito;Shao Chendong;Lu Fenggui;Minami Fumiyoshi
提出了一种激光焊接裂纹尖端张开位移（CTOD）的估计方法。采用Dugdale和Bilby等人建立的CTOD估算理论模型（DBCS模型）对激光焊接板进行CTOD估算。研究了激光焊接金属屈服应力和窄硬区宽度对CTOD的影响，并利用DBCS模型对屈服应力进行校正以获得合适的CTOD估计。为了将DBCS模型应用于激光焊缝的CTOD估计，提出了等效屈服应力的概念。等效屈服应力受强度失配比和硬区宽度的影响，因为激光焊接金属的屈服应力随着母材塑性变形造成的约束损失而减小。采用该方法对780 MPa和520 MPa级结构钢激光焊接的临界CTOD进行了预测，结果与实验结果吻合较好。
This paper proposes an estimation method for crack tip opening displacement (CTOD) in laser welds. The theoretical model for CTOD estimation developed by Dugdale and Bilby et al. (DBCS model) was used for laser-welded plates. The yield stress of the laser weld metal and narrow hard zone width affected the CTOD, and the correction of yield stress by using the DBCS model to obtain a suitable CTOD estimation was investigated. To apply the DBCS model to CTOD estimation for laser welds, an equivalent yield stress concept was proposed. The equivalent yield stress was affected by the strength mismatch ratio and hard zone width, because the yield stress of the laser weld metal decreases with the constraint loss caused by the plastic deformation that occurred in the base metal. The predicted CTOD from the value of applied load obtained using the proposed estimation method agrees well with experimental critical CTODs for laser welds of both 780 and 520 MPa class structural steel.
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