氢扩散与裂纹尖端应力场耦合效应的有限元分析

• 作者: 国凤林 张显
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 氢扩散 应力诱导扩散 完全耦合分析 氢鼓包 裂纹扩展
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 表面失效与防护
• 页码范围: 240-245
• 页数: 6页
• 分类号: TG172
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.06.034

摘要

目的 研究氢鼓包形成过程中应力诱导下氢原子的扩散聚集行为,并考虑氢原子扩散聚集后对裂纹尖端区域应力场的影响,探究裂纹尖端区域氢浓度、氢气压强、应力强度因子随时间的演化历程.方法 采用有限元软件ABAQUS,通过一个完全耦合分析,探究氢扩散与裂纹尖端区域应力场相互影响的动态过程.借助于断裂力学中的裂纹扩展判据判定氢鼓包是否会继续向前扩展.结果 在应力诱导作用下,氢原子源源不断地向裂纹尖端高应力区域聚集,裂纹尖端区域的氢浓度、氢压、应力强度因子随时间呈指数型增长.结论 在浓度梯度作用下,氢原子会向材料内部扩散.氢压引起的应力场会促进氢原子的扩散聚集行为,且应力场越大,促进作用越明显,使得缺陷处的氢浓度不断增大,氢压也就越来越大.当应力强度因子达到裂纹起裂的临界值时,就会导致开裂,形成氢鼓包,如此循环往复,直至氢鼓包开裂.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	国凤林	上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院	11	14	1.0	3.0
2	张显	上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院	2	1	1.0	1.0