Моделирование методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния при испытаниях на свариваемость (PVR-Test)

Abstract

Горячие трещины, возникающие в процессе сварки, являются важной проблемой, определяющей свариваемость многих конструкционных материалов. Несмотря на то, что это явление очень широко изучается в течение многих десятилетий, природа возникновения горячих трещин при сварке плавлением все еще остается актуальной проблемой для многих современных сплавов. Для обеспечения более глубокого понимания механизма образования горячих трещин методом конечных элементов выполнено математическое моделирование испытания PVR-Test. Реализация математической модели с использованием экспериментальных данных, полученных в результате такого испытания, позволила получить распределение напряжений и деформаций в зонах образования трещин. Выявлены зоны положительных приращений пластических деформаций в пределах температурного интервала хрупкости, способствующих образованию трещин. Прогнозирование зон повышенной склонности к возникновению горячих трещин в результате снижения пластичности материала хорошо согласуется с экспериментальными исследованиями.

Hot cracks appearing in process of welding are an important problem determining weldability of number of structural materials. Regardless the fact that this phenomenon is widely investigated in course of many decades a nature of hot crack appearance is still a relevant problem for number of current alloys in fusion welding. To reach wider understanding of a mechanism of hot crack formation a finite-element method was used for mathematical modelling of PVR-Test. Realizing the mathematical model employing the experimental data, received as a result of such testing, allowed getting stress and strain distribution in the crack formation zones. The zones of plastic strain positive increments, promoting crack formation, were found for a range of brittleness temperature interval. Prediction of the zones of higher susceptibility to hot crack appearance as a result of decrease of material ductility well agrees with the experimental investigations.