Modified numerical modelling of fracture behaviour of weld joint in ductile-to-brittle temperature transition region

Varno obratovanje varjene konstrukcije je odvisno od lomno mehanskih lastnosti zvarnih spojev. Največje spremembe teh lastnosti nastopajo v prehodnem področju iz duktilnega v krhki lom. Namen tega raziskovalnega dela je z metodo končnih elementov definirati primeren numerični postopek za izračun napetostno-deformacijskega stanja v trenutku nestabilnega loma. Uporabljen modificirani postopek numeričnega modeliranja mora omogočiti vedenje materiala zvara na konici razpoke v sksladu s teorijo nastanka in širjenja duktilne oziroma cepilne razpoke ter zagotoviti verifikacijo z eksperimentalnimi rezultati. Uporaba ravninskega deformacijskega stanja na konici razpoke ob ravninsko napetostnem stanju preostalega preizkušanca med sukcesivnim obremenjevanjem omogoča dobro korelacijo med eksperimentalnimi in numeričnimi rezultati. Na osnovi tega je možno definirati pogoje sprožanja nestabilnega loma v poljubno oblikovanem modelu, kakor tudi določiti prag za varno obratovanje dejanske varjene konstrukcije v prehodnem področju iz duktilnega v krhki lom.Safe use of welded structure depends on fracture mechanics properties of weld joints. These properties are change significantly in the ductile-to-brittle temperature transition region. The aim of this research was to determine an appropriate numerical modelling procedure to define stress-strain conditions at the moment of instability. The modified procedure enables to the fracture behaviour of weld metal at the crack tip in accordance with the theory of fracture mechanics and ensures the verification with experimental results. The use of modified plain stress state at the crack tip during successive increasing of loading enables to obtain acceptable agreement between experimental and numerical results. By FE calculated stress-strain situation at the moment of unstability corresponds to the local condition at the initiation of cleavage fracture on testing specimens. It is possible to use this results on different models for the treshold determination of safe load for real welded structures in the ductile-to-brittle temperature transition region