基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的2A12-T4鋁合金動態(tài)斷裂韌性研究.pdf

1、金屬材料以其優(yōu)越的性能被廣泛的應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域，對金屬材料斷裂韌性的研究是保證其在復(fù)雜工況下安全服役的前提。本文采用基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的實驗技術(shù)和數(shù)值仿真對2A12-T4鋁合金的準(zhǔn)靜態(tài)及動態(tài)斷裂韌性進行了研究。通過對比數(shù)字圖像相關(guān)方法與國標(biāo)及應(yīng)變片法的計算結(jié)果，表明了數(shù)字圖像相關(guān)方法在準(zhǔn)靜態(tài)及動態(tài)斷裂韌性測試中的準(zhǔn)確性。此外，本文對裂紋形式、裂紋長度對2A12-T4鋁合金動態(tài)斷裂韌性的影響進行了研究，并用J積分理論對裂紋的起裂擴展機

2、理進行了分析。詳述如下：
　　對準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)J積分的計算公式進行分解，結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)方法所得數(shù)據(jù)形式的特點，合理選擇積分路徑并且推導(dǎo)出準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)加載方式下利用數(shù)字圖像相關(guān)方法計算J積分的公式，通過MATLAB對公式進行編程。
　　測定2A12-T4鋁合金的基本材料參數(shù)，并將其作為斷裂韌性的實驗測試及仿真的參數(shù)設(shè)置依據(jù)。通過對2A12-T4鋁合金緊湊拉伸試樣進行準(zhǔn)靜態(tài)斷裂實驗，研究了利用數(shù)字圖像相關(guān)方法計算J積分的路徑選擇

3、區(qū)域，驗證J積分路徑守恒性并且計算了準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性值，與國標(biāo)GB/T-21143-2007的計算結(jié)果進行對比表明了利用數(shù)字圖像相關(guān)方法進行準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性測試具有較高的準(zhǔn)確性。
　　利用Hopkinson拉桿實驗系統(tǒng)對兩種不同裂紋形式緊湊拉伸試樣進行了動態(tài)斷裂韌性實驗。利用數(shù)字圖像相關(guān)方法對2A12-T4鋁合金的動態(tài)斷裂韌性值進行了計算，將所得的動態(tài)斷裂韌性值與應(yīng)變片法的計算結(jié)果進行對比驗證了結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時求得了2A12-T4鋁