高温高应变率下激光焊接件力学性能研究

摘要

焊接结构在承受诸如爆炸、撞击等冲击载荷下的力学性能研究对于工程应用设计有重要的意义。本文利用改进的SHTB试验设备，对316L和304不锈钢焊接结构的动态力学性能进行了实验研究，应变率范围103s-1左右、温度25℃～500℃。同时，利用LS-DYNA建立了一种新型的SHTB动态拉伸试验数值模型研究不均匀材料在冲击载荷作用下的变形机制。研究表明，随着应变率的升高，结构件的屈服强度和抗拉强度具有升高趋势；随着温度的升高，结构件的屈服强度和抗拉强度具有下降趋势，温度对结构件塑性流动应力的影响更加明显。不同焊接参数下焊接接头对应变率的响应不一致。数值模型发现了在应力波加载初始阶段由于结构效应及材料阻抗不匹配引起的应力不平衡现象。