用于獲取金屬材料延性斷裂韌性的非標準試樣測試方法研究.pdf

1、隨著航空、核電、高鐵、石油工程的發(fā)展，與工程安全密切相關(guān)的新型材料斷裂疲勞性能及其獲取方法研究受到了廣泛重視，在獲取材料斷裂韌性的測試方法中，柔度法和載荷分離法已被國內(nèi)外斷裂測試規(guī)范列入推薦。鑒于現(xiàn)行規(guī)范中應用彎曲試樣獲取斷裂韌性尚存在問題和欠缺，本文主要完成了如下工作:
　　 (1)基于有限元精細分析提出了一套應用于直通型緊湊拉伸試樣(front-facecompacttension，F(xiàn)FCT)和三點彎曲試樣（front-fa

2、cesingleedgedbending，F(xiàn)FSEB）加載線位移VLL與裂紋嘴張開位移V0之間的COD換算公式，新公式可用于非標準試樣J積分塑性分量的計算，是金屬延性材料斷裂韌性國家測試標準（草案）最新推薦的方法要點。
　　 (2)鑒于ASTM斷裂韌性測試規(guī)范中推薦的載荷分離方法尚不能適用于FFCT和FFSEB試樣且基礎(chǔ)理論存在量綱不對等問題，本文提出了一套新的無量綱載荷分離表達式和相關(guān)公式，根據(jù)修正的載荷分離理論完善了用于FF

3、CT和FFSEB試樣的材料斷裂韌性測試的載荷分離方法，基于FFCT試樣實現(xiàn)了汽輪機低壓轉(zhuǎn)子材料1Cr12Mo、30Cr2Ni4MoV以及P91管材10Cr9Mo1VnBn三種材料的斷裂韌性測試和JR阻力曲線測定；基于1/2TFFCT試樣實現(xiàn)了A508-Ⅲ鋼的斷裂韌性測試;基于FFSEB試樣實現(xiàn)了P91管材10Cr9Mo1VnBn的斷裂韌性測試和JR阻力曲線測定。
　　 (3)針對用于管道材料斷裂韌性評定、具有低約束特性的單邊裂紋

4、拉伸(SingleEdgedTension，SET)試樣，建立了J積分的增量塑性功算式和塑性因子算式，提出了面向SET試樣的無量綱載荷分離法，并應用新方法完成了汽輪機低壓轉(zhuǎn)子材料30Cr2Ni4MoV、電站用P92管道鋼以及5083-H112鋁合金SET試樣斷裂韌性值和J阻力曲線測定。
　　 (4)基于有限元計算獲得到了銷釘式和夾持式SET試樣的柔度計算公式。為了適應不同載荷形式和約束水平下SET柔度測試要求，對具有偏心為0.2