海水腐蝕對碳鋼宏細(xì)觀阻裂力學(xué)性能的影響.pdf

1、廣泛應(yīng)用于海洋基礎(chǔ)設(shè)施中的碳鋼等金屬材料，其腐蝕損傷斷裂是材料與結(jié)構(gòu)失效的主要形式之一。斷裂及損傷力學(xué)是研究有缺陷材料或結(jié)構(gòu)破壞問題的重要分析工具。本文通過斷裂力學(xué)研究帶預(yù)置切口中小試件在三點(diǎn)彎曲和單向拉伸加載實(shí)驗(yàn)過程中的斷裂行為，分析預(yù)置切口的形狀變形和尺寸在斷裂過程中對不同斷裂參數(shù)的影響規(guī)律。對比Q235試件海水腐蝕前后斷裂規(guī)律和力學(xué)性能的變化，為海洋基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)選材安全使用提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:
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2、.文中綜述了鋼鐵腐蝕研究的現(xiàn)狀與斷裂力學(xué)及細(xì)觀力學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用，介紹了部分實(shí)驗(yàn)測試設(shè)備。通過SEM掃描電鏡對帶不同尺寸割口的Q235低碳鋼進(jìn)行原位拉伸實(shí)驗(yàn)，探討了海水腐蝕前后碳鋼試件的斷裂行為與微觀斷口形貌變化。
　　2.分析了海水浸澤對Q235鋼力學(xué)性能的影響，得到其宏觀力學(xué)性能在不同情況下的變化規(guī)律。如試件割口附近應(yīng)力強(qiáng)度因子與韌度等斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng)，裂紋擴(kuò)展長度、應(yīng)力集中系數(shù)等參量隨載荷的變化規(guī)律等。
　　3.探討了

3、用斷裂力學(xué)參數(shù)對不同尺寸缺口試樣最大承載力的估計(jì)方法，通過塑性理論中的滑移線場模型計(jì)算帶切口試件的承載力;也通過雙K斷裂準(zhǔn)則及阻裂模型對試件的承載能力進(jìn)行預(yù)估計(jì)算，且與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作比較。
　　4.根據(jù)三點(diǎn)彎曲梁的電測跟蹤測試，對碳鋼的卸載定律、彈塑性裂紋位移變形進(jìn)行了進(jìn)一步探討，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析海水腐蝕對碳鋼試件承載力和斷裂韌度的影響。
　　5.利用ABAQUS有限元分析軟件對拉伸試件進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了在不同載荷下預(yù)置裂紋