焊接结构内部孔洞演化特征及其多尺度损伤表征

• 作者: 李兆霞 赵超凡
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 焊接构件 多尺度损伤 X射线计算机断层扫描 细观孔洞 分形维数
• 年，卷（期）: 2015,（8）
• 所属期刊栏目: 土木工程学科
• 页码范围: 182-189
• 页数: 8页
• 分类号: O346.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.06.0540

摘要

为了研究结构失效过程中焊接细节处的宏细观损伤演化过程,以含细观孔洞的焊接构件为对象进行拉伸试验,综合采用X-CT(X射线计算机断层扫描)和电测技术分别同步记录拉伸过程中构件内部细观结构和宏观力学性能的演化过程.试验结果发现随着构件变形的增加,其宏观性能变化表现为弹性模量的线性减小,同时其内部结构演化表现为新孔洞的萌生和原有孔洞的增长,孔洞总体积随塑性变形呈线性增加趋势,构件在不同的变形阶段,孔洞的体积与数量之间的关系都呈现出分形特征,分形维数随塑性变形的增加呈平缓增加趋势.根据构件宏观力学性能与其内部孔洞总体积之间的关系,并结合分形特征的意义,提出一种多尺度损伤表征方法,并用基于Lemaitre理论的损伤量化方法对其进行验证.结果表明新的损伤表征方法不但具有更加明确的物理意义,同时还可以很好地描述细观孔洞萌生、增长直到构件断裂的损伤跨尺度演化导致失效的过程.