考慮材料微觀塑性損傷的韌性斷裂數(shù)值模擬.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鋼鐵構件在生產(chǎn)和生活中的廣泛應用,鋼鐵結構的日益大型化、高強化、結構的復雜化以及使用環(huán)境的嚴酷化,使得安全問題得到了人們的普遍關注。另一方面,在實際的鋼結構的使用過程中,最大限度地發(fā)揮材料的潛能,可以節(jié)省大量資金和人力物力。因此對于韌性斷裂的研究不僅具有理論價值,無疑還具有潛在的巨大的經(jīng)濟利益。隨著冶金學的發(fā)展及冶金技術的提高,材料的韌性逐漸增強,因此對材料失效研究的重點也就由材料的脆性斷裂轉(zhuǎn)移到了韌性斷裂上來。從上個世紀五六十年代以來

2、,國內(nèi)外從力學,冶金學等許多方面對于韌性材料的塑性變形以及韌性斷裂進行了廣泛和深入研究,相繼提出許多模型,并取得了豐碩的成果。目前應用最廣泛的,理論較為完善的韌性斷裂模型是Gurson在1975年提出,之后由Tvergaard進行修改完善的多孔微觀機制模型(G-T模型),該模型定量地描述了塑性變形量和空穴擴展的關系。進入九十年代以后,隨著計算機技術的應用及發(fā)展,G-T模型在韌性斷裂的數(shù)值研究中又有了新的應用。 實際韌性材料在承載

3、過程中會含有塑性損傷,正確描述微觀塑性損傷對材料性能及韌性斷裂過程的影響,對于評定材料的安全以及使用的可靠性,將具有重大的理論和現(xiàn)實意義。本研究采用X65管線鋼為實驗材料,對其進行了單軸拉伸實驗和三點彎曲實驗;在考慮材料內(nèi)部塑性損傷的基礎之上,通過有限元數(shù)值方法(本研究采用的是特殊單元模型法),編制求解韌性斷裂特征參量的程序,模擬材料的韌性斷裂過程,由標準三點彎曲試樣的阻力曲線測試結果,得出反映材料微觀損傷的控制參量,再根據(jù)該參量對同種

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