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异种金属焊接接头广泛应用于压水堆核电站一回路系统中,主要用于铁素体钢制承压容器接管嘴和奥氏体不锈钢主管道的连接,是核岛主设备发生失效的薄弱环节。为建立准确的异种金属焊接接头结构完整性的分析和评价方法,需要研究接头的局部延性损伤和断裂行为。本文采用内嵌GTN损伤模型的有限元方法,建立了核电异种金属焊接接头三点弯曲试样的有限元模型,数值模拟延性裂纹的起裂和扩展行为。模拟计算了接头不同位置和尺寸裂纹的J-R阻力曲线和裂纹扩展路径；分析研究了裂纹位置、裂纹尺寸及局部强度失配等对异种金属焊接接头局部断裂阻力、裂纹扩展路径和结构完整性评定的影响。研究工作和得到的主要结论如下：(1)通过GTN模型参数对接头材料J-R阻力曲线影响的规律性研究,并结合实验和大量的数值分析,确定了核电异种金属焊接接头不同区材料的GTN模型参数。为用GTN模型与FEM方法相结合计算研究异种金属焊接接头试样和结构的局部损伤断裂行为奠定了基础。(2)初始裂纹位于异种金属焊接接头的不同位置时,裂纹扩展阻力和扩展路径各不相同。当初始裂纹位于均质母材或焊缝中心时,裂尖区域材料的塑性区和损伤区是对称分布的,因此裂纹的扩展路径近似是直的。而对于界面裂纹或近界面裂纹,裂尖前的的塑性区和损伤区呈不对称分布,裂纹扩展路径向界面两侧屈服强度低的软材料一侧偏离扩展。偏离的原因是材料局部强度失配引起的高塑性应变和三轴应力度主要发生在软材料一侧,从而促使裂纹扩展路径的偏离,并进而影响材料的局部裂纹扩展阻力。(3)A508/52Mb界面区的J-R阻力曲线最低,是异种金属焊接接头发生失效的薄弱区域。如果忽略界面区和热影响区局部的力学和断裂性能,仅用母材A508或堆焊层52Mb的J-R阻力曲线去评定该界面区域裂纹的安全性时,将不可避免的产生非保守的评定结果。因此,在异种金属焊接接头的结构完整性评定中,需要得到并使用接头不同区域的局部力学和断裂性能。(4)基于GTN损伤模型的有限元模拟方法可以计算预测异种金属焊接接头的局部断裂阻力和裂纹扩展路径,可望用于计算得到接头不同区域的局部断裂阻力性能及预测实际异种金属焊接接头结构的局部断裂行为。