45鋼材料Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂的試驗(yàn)研究與有限元分析.pdf

1、金屬材料的復(fù)合型斷裂問題由于其普遍性和復(fù)雜性一直困擾著力學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科的發(fā)展,目前的研究工作還不充分,是一個(gè)很有必要進(jìn)行深入細(xì)致研究的課題。45鋼材料在實(shí)際工程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛,掌握了其裂紋斷裂機(jī)理與規(guī)律進(jìn)而可以預(yù)防相關(guān)斷裂破壞事故的發(fā)生,這無論對生產(chǎn)發(fā)展還是社會(huì)經(jīng)濟(jì)都有著十分重大的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值?；诖?本文以45鋼淬火和退火材料為研究對象,在進(jìn)行Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,對試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行深入分析以及應(yīng)用有限元方法和相關(guān)

2、軟件對復(fù)合型斷裂問題進(jìn)行數(shù)值計(jì)算與分析,考察主要力學(xué)參量對裂尖啟裂的影響,以獲得相關(guān)力學(xué)參數(shù)的變化趨勢以及裂紋體的斷裂規(guī)律,進(jìn)而得到實(shí)用的數(shù)值分析途徑；研究分析金屬細(xì)觀組織變化與宏觀斷裂形式間存在的內(nèi)在聯(lián)系,認(rèn)識(shí)斷裂的發(fā)生發(fā)展過程,篩選影響斷裂的主要控制參數(shù),以期建立適當(dāng)?shù)臄嗔褱?zhǔn)則,為今后相關(guān)的研究工作提供理論依據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累及可行性方法。通過以上的研究工作,本文主要取得了以下進(jìn)展和成果：1.通過對試驗(yàn)現(xiàn)象以及試件斷口的分析,對出現(xiàn)的

3、斷裂形式及其機(jī)理進(jìn)行了深入研究,得出了宏觀斷裂形式與微觀斷裂特征之間的聯(lián)系,并區(qū)分了不同應(yīng)力狀態(tài)以及不同熱處理工藝對材料微觀結(jié)構(gòu)和斷裂過程的影響；2.在試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,通過有限元方法以及相關(guān)軟件ANSYS的數(shù)值計(jì)算分析,得出了裂紋啟裂時(shí)裂尖附近區(qū)域材料的應(yīng)力三維度極大值及其所在方位、最大主應(yīng)力方向等力學(xué)參數(shù)的分布特征、變化規(guī)律,進(jìn)而深入研究了這些斷裂參數(shù)對裂紋尖端啟裂過程的影響；3.在對不同復(fù)合比時(shí)不同斷裂機(jī)理系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上,針對不同