Material test on strain fracture and crack opening displacement based on digital image correlation method

As a machining technology, welding can cause serious accidents by overloading or operation mistakes. Through analyzing the causes of various welding accidents, we found that the major cause for damage imposed after welding parts are loaded is the fracture of materials. Therefore, studying the influence of welding residual stress on the fracture property of materials is of great significance. This paper applied the digital image correlation technique to study the fracture property of welding parts under the influence of welding residual stress. In addition, standard parts and welding parts were selected to carry out a contrast experiment. Room temperature tensile tests were performed on both standard parts and test pieces after residual stress measurement. Using displacement field and strain field data obtained through VIC-2D software, the stress intensity factor around the crack tip of each specimen under the conditions of small load was calculated and corresponding analysis was carried out.

Spawanie, jako technologia procesu obróbki skrawaniem i produkcji, łączy materiały poprzez podgrzewanie materiałów zanim wysoka temperatura je stopi, a następnie chłodzi. Jego zaletą jest szeroki zakres zastosowań, łatwość obsługi, niskie koszty, itd. Jest ono stosowane w różnych dziedzinach, takich jak budowa statków, samolotów i innych dużych urządzeń produkcyjnych, produkcji miniaturowej elektroniki i różnego rodzaju płytek drukowanych, itp., co uczyniło nasze życie ogromnie wygodnym. Jednak spawanie może spowodować wiele wad, jeżeli zaistnieje jakikolwiek niewłaściwy proces technologiczny, który może obniżyć intensywność spawania części oraz wpłynąć na ich działanie. Ponadto przeciążenie lub błędy w działaniu podczas użytkowania mogą spowodować poważne wypadki. Poprzez analizę przyczyn różnych wypadków przy spawaniu, stwierdziliśmy, że głównym powodem inaktywacji uszkodzeń po spawaniu obciążanej części było złamanie materiałów. Mikroskopijne pęknięcie wewnątrz materiałów to początek powstawania obu wad w obszarze spawanego materiału oraz zmęczenia materiału spowodowanego przez zmienne obciążenie. W wyniku połączenia działania spawalniczych naprężeń własnych i zastosowanego obciążenia, pęknięcie stale się powiększa zanim nie stanie się mikroskopijnym pęknięciem. Następnie wciąż się rozszerza i w końcu prowadzi do złamania materiałów. Występowanie naprężeń własnych w spawanych elementach poważnie wpłynie na wydajność operacyjną konstrukcji. W związku z tym badanie wpływu spawalniczych naprężeń własnych na właściwości złamania materiałów ma ogromne znaczenie.