Numeričko modelovanje otvaranja vrha prsline u zavarenom spoju

Abstract

Zavareni spoj je heterogene strukture sa područjima različitih mikrostruktura. Da bi ispitali lokalno ponašanje područja prateći otvaranje prsline, problem je postaviti vrh zareza u željeni položaj. Izvedena je simulacija zavarivanja zagrevanjem i programiranim hlađenjem na različite temperature tako da se dobije mikrostruktura slična onoj u zoni uticaja toplote. Numerički model naponsko-deformacijskog polja na vrhu prsline, zasnovan na metodi konačnih elemenata, omogućava da se dovoljno tačno dobije opterećenje za rast prsline, kao što je potvrđeno eksperimentalnim rezultatima. Primenom ovog modela mogu da se izbegnu skupi eksperimenti i umesto toga vrši numerička simulacija da se odredi vrednost opterećenja koje uzrokuje rast prsline.

Welded joint is of heterogeneous structure with different microstructural regions. To determine the local behaviour of the region measuring crack opening, the problem is to locate the notch tip properly. Simulation of the welding is performed by heating specimens and programmed cooling on different temperatures so as to obtain the microstructure similar to the one in the heat affected zone. Numerical model of stress-strain field around the crack tip based on the finite element method, enables to determine the load for the crack growth with satisfactory accuracy, as is verified by experimental results. The application of this model enables to avoid expensive experiments and instead use numerical simulation to determine the load level that causes crack growth.