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焊接结构的完整性取决于焊接接头的断裂力学性能和裂纹扩展行为。本文以汽轮机转子材料30Cr2Ni4MoV的焊接接头为研究对象，应用GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)损伤模型，采用有限元模拟的方法，研究焊接接头延性裂纹起裂和扩展的机理和规律及其对焊接接头宏观力学性能的影响，主要研究内容和结论如下：
(1)研究了裂纹位置对焊接接头延性裂纹起裂和扩展的影响。分别分析了初始裂纹位于母材、热影响区、焊缝、热影响区和母材界面、热影响区和焊缝界面五个不同位置的情况，结果表明：焊缝的裂纹扩展阻力最低，热影响区最高；裂纹位于界面时，裂纹偏向强度和扩展阻力较低的材料一侧扩展。
(2)研究了裂尖局部残余应力对延性裂纹起裂和扩展的影响。当外加载荷达到延性裂纹起裂和扩展的水平时，裂尖前的残余应力被大的拉伸塑性变形所释放，对裂尖前的应力、应变和损伤场基本没有影响，因而对试样宏观承载能力和延性裂纹起裂韧性和扩展阻力基本没有影响。
(3)研究了残余应力对三维延性裂纹起裂和扩展的影响。发现残余应力的存在对试样整体的载荷位移曲线的影响较小，尤其是到达屈服段时。但有残余应力试样中等效塑性应变较大，抵抗裂纹扩展的能力较强，J阻力曲线略高。裂纹扩展速率沿厚度方向上的分布与残余应力沿厚度的分布一致。