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《华东理工大学》 2012年
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含缺陷小冲杆试样损伤和断裂破坏的数值模拟

王旭  
【摘要】:小冲杆试验法是一种新型的微试样测试方法,用于评价材料常规力学性能、韧脆转变温度、断裂韧性等。由于可以从在役设备上直接取微试样分析,对结构完整性几乎不造成影响,因此具有巨大的工程应用前景。 本文采用有限元方法,运用延性材料损伤理论模拟整个试验过程,通过反复地调整损伤参数,将模拟所得的载荷一位移曲线与试验曲线对比,二者一致时确定材料真实损伤参数,并用该参数模拟常规拉伸颈缩过程,与实验进行对比验证。另外,还计算了相同加载位移下三种不同材料试样含三维环状裂纹时J积分数值并进行比较,为进一步确定材料断裂韧性JIc提供依据;最后利用得到的材料的损伤参数进行含缺陷试样的模拟,考虑了缺陷不同的大小和位置对损伤及破坏的影响。 理想材料模拟结果表明,加载过程中的最大等效塑性应变和最大损伤出现在距中心轴线一定距离处,与最终实验断口一致;同样的加载位移下,屈服强度较高的钢J积分值较高,且裂纹尖端塑性区较小;缺陷模拟结果表明,缺陷使局部损伤比较严重,缺陷部位会成为破坏起源,且位于高应变区域的缺陷会使基体较早地出现损伤破坏。不同缺陷情况下曲线初期基本相同,但后期出现局部破坏至一定程度时,曲线分生分叉,极限载荷及对应位移并不相同。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O346.1

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【参考文献】
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