應(yīng)力斷料斷裂工藝機理及裝備技術(shù)研究.pdf

1、八十年代初甘肅工業(yè)大學魏慶同教授從斷裂力學基礎(chǔ)理論引出新的概念,從傳統(tǒng)的防斷裂轉(zhuǎn)為設(shè)計斷裂,提出了裂紋技術(shù)這一新學科,并將該理論應(yīng)用于機械制造領(lǐng)域,產(chǎn)生了一種旨在利用裂紋失穩(wěn)快速擴展的新的斷料方法—應(yīng)力斷料法。這一新型的下料工藝方法因其高效、節(jié)能、低耗材、簡單易行的優(yōu)點,得到專家們的一致好評和肯定,被認為是一門經(jīng)濟效益顯著、應(yīng)用前景廣泛的新技術(shù)。
　　應(yīng)力斷料工藝方法為我國獨創(chuàng)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)。目前,國外對該領(lǐng)域的研究還

2、未見報道,國內(nèi)的研究已進入工業(yè)試驗階段。將應(yīng)力斷料工藝方法應(yīng)用于工業(yè)實際,對我國的機械制造行業(yè)有重要意義。本論文作為2002年廣西科學基金項目“應(yīng)力斷料方法的微細觀損傷斷裂機理與工程新應(yīng)用研究”的一部分,著重對應(yīng)力斷料工藝進行了實驗和數(shù)值模擬兩方面的研究,并構(gòu)想了一種新型應(yīng)力斷料試驗機。具體來說,主要包括以下幾方面內(nèi)容:
　　1.創(chuàng)新地提出了一種基于視頻檢測技術(shù)和計算機圖像處理技術(shù),對應(yīng)力斷料微細觀斷裂工藝機理進行研究的新方法。運

3、用這一方法在國內(nèi)外首次精確地測量出圓棒料當宏觀裂紋源產(chǎn)生到完全斷時的時間間隔,為斷裂力學理論:“裂紋失穩(wěn)以亞聲速擴展”的論述提供了實驗佐證。利用該方法可對應(yīng)力斷料全過程進行監(jiān)測,并準確地測出相關(guān)工藝參數(shù),與傳統(tǒng)檢測方法相比,該方法具有簡單、準確、易實施、結(jié)果直觀、可信度高的特點。實踐證明,視頻化檢測方法是應(yīng)力斷料研究的一種新的、有效的檢測手段。
　　2.借助視頻檢測技術(shù)和動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測量技術(shù),通過正交化試驗設(shè)計,對應(yīng)力斷料多個工藝

4、參數(shù)進行了精確測定。通過考察多因素共同作用下各工藝參數(shù)的變化情況,分析各因素對斷裂工藝參數(shù)的影響,進而對應(yīng)力斷料過程中的多因素進行優(yōu)化,確定應(yīng)力斷料的最佳工藝條件。
　　3.采用大型有限元分析軟件 ANSYS,解得三維裂紋下的應(yīng)力強度因子;對承受水平拉伸載荷作用下的切口懸臂試件進行了理論分析和數(shù)值模擬,給出了適宜于應(yīng)力斷料工藝方法的切口參數(shù);根據(jù)已測得的試驗結(jié)果,結(jié)合具體的材料特性和邊界條件,對應(yīng)力斷料的動態(tài)斷裂過程進行了有限元模