冷軋硅鋼板的多軸力學(xué)行為研究.pdf

1、在大部分板料的成形和使用當(dāng)中，材料主要是在面內(nèi)雙向應(yīng)力狀態(tài)下受拉應(yīng)力作用沿不同的加載路徑進(jìn)行的。因此，建立可實(shí)現(xiàn)不同加載路徑的板料雙向拉伸試驗(yàn)方法，對(duì)于板料屈服強(qiáng)化行為、成形極限與斷裂韌性等方面的研究具有十分重要的意義。 本文采用小型雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)、光學(xué)顯微鏡和X射線應(yīng)力分析儀對(duì)冷軋硅鋼板(50W800G和50W800)在不同加載路徑下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，裂紋尖端的屈服行為，裂紋擴(kuò)展初期的變形形態(tài)進(jìn)行了比較詳細(xì)地測(cè)量和評(píng)價(jià)。在試樣的

2、設(shè)計(jì)上，借助ANSYS有限元模擬軟件，建立了計(jì)算模型，對(duì)兩種硅鋼板在1∶1的加載條件下進(jìn)行了有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了十字形雙向拉伸試驗(yàn)的試樣形式及幾何尺寸。 在論文的試驗(yàn)和計(jì)算中，加載比例分別為1∶1、2∶1、3∶1。獲得了不同加載路徑下的雙向拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線，得出了不同加載路徑下應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化規(guī)律。根據(jù)不同加載路徑下預(yù)裂紋試樣的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系研究，論文總結(jié)了不同加載路徑下裂紋端部測(cè)試點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化規(guī)律。 在含裂紋

3、試樣的試驗(yàn)中配置光學(xué)顯微鏡，實(shí)現(xiàn)了加載過(guò)程中直接對(duì)裂紋尖端擴(kuò)展初期變形形態(tài)的原位觀察，測(cè)得了裂紋尖端擴(kuò)展初期的開口位移，提出了考慮裂尖耦合效應(yīng)的修正Dugdale模型。在多軸拉伸硅鋼板的斷裂韌性研究中，發(fā)現(xiàn)修正Dugdale模型與Dugdale模型在計(jì)算90°裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)結(jié)果相差不大，計(jì)算45°裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)結(jié)果相差較大，認(rèn)為修正Dugdale模型在計(jì)算裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)可以作為一種修正手段，更符合實(shí)際。 將小型雙軸拉

4、伸試驗(yàn)機(jī)配置到X射線應(yīng)力儀上，通過(guò)非接觸的X射線法評(píng)價(jià)了硅鋼在不同加載路徑下的力學(xué)行為。發(fā)現(xiàn)拉伸過(guò)程中測(cè)試點(diǎn)的軸向應(yīng)力都是由拉伸前數(shù)值較小的拉壓應(yīng)力逐漸變?yōu)閿?shù)值較大的拉應(yīng)力，且雙軸拉伸載荷下，拉伸變形后的軸向應(yīng)力較單軸拉伸更大。與應(yīng)變片法相比，X射線法采用原位拉伸時(shí)點(diǎn)測(cè)量的測(cè)量方式，能消除硅鋼薄膜應(yīng)力梯度的影響帶來(lái)的測(cè)量誤差，測(cè)量結(jié)果真實(shí)可靠。二者在彈性階段的測(cè)量曲線基本重合，塑性階段的測(cè)量誤差在6～10﹪之間。 所有得到的結(jié)果