應力斷料斷裂工藝機理及裝備技術研究.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理論引出新的概念,從傳統(tǒng)的防斷裂轉為設計斷裂,提出了裂紋技術這一新學科,并將該理論應用于機械制造領域,產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,被認為是一門經濟效益顯著、應用前景廣泛的新技術。
　　應力斷料工藝方法為我國獨創(chuàng)的具有自主知識產權的新技術。目前,國外對該領域的研究還

2、未見報道,國內的研究已進入工業(yè)試驗階段。將應力斷料工藝方法應用于工業(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“應力斷料方法的微細觀損傷斷裂機理與工程新應用研究”的一部分,著重對應力斷料工藝進行了實驗和數值模擬兩方面的研究,并構想了一種新型應力斷料試驗機。具體來說,主要包括以下幾方面內容:
　　1.創(chuàng)新地提出了一種基于視頻檢測技術和計算機圖像處理技術,對應力斷料微細觀斷裂工藝機理進行研究的新方法。運

3、用這一方法在國內外首次精確地測量出圓棒料當宏觀裂紋源產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。利用該方法可對應力斷料全過程進行監(jiān)測,并準確地測出相關工藝參數,與傳統(tǒng)檢測方法相比,該方法具有簡單、準確、易實施、結果直觀、可信度高的特點。實踐證明,視頻化檢測方法是應力斷料研究的一種新的、有效的檢測手段。
　　2.借助視頻檢測技術和動態(tài)應力應變測量技術,通過正交化試驗設計,對應力斷料多個工藝

4、參數進行了精確測定。通過考察多因素共同作用下各工藝參數的變化情況,分析各因素對斷裂工藝參數的影響,進而對應力斷料過程中的多因素進行優(yōu)化,確定應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值模擬,給出了適宜于應力斷料工藝方法的切口參數;根據已測得的試驗結果,結合具體的材料特性和邊界條件,對應力斷料的動態(tài)斷裂過程進行了有限元模