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《安徽理工大学》 2007年
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应变率相关弹塑性材料动态断裂韧性的试验研究

李贤  
【摘要】: 作为断裂动力学中最基本的分支之一,弹塑性材料动态断裂韧度的表征和测试是特别有挑战性的前沿课题。但由于试验装置及测试技术的限制,加上试验装置与试件的动态耦合作用,使得这一问题进展缓慢。从上世纪六十年代开始,至今未能得到解决,仍然是今后研究的方向。而材料的断裂韧性往往与加载速率有关,加载速率的变化还可能造成裂纹扩展机理的转化。因此有必要深入研究加载速率对高强韧断裂韧性的影响。目前,国内外对高加载速率下的应变率相关弹塑性材料动态断裂韧性的试验与研究仍较为匮乏,相对于应变率相关材料的应用普及程度而言,研究加载速度对缺口试样断裂行为的影响,对于动载结构的安全设计及提高材料抵抗动态断裂的能力具有重要的理论和工程意义。 本文利用旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸装置,对带周边切口的短圆柱小试件(45钢)进行了室温下的平面应变型弹塑性动态断裂试验。用试件两端的平均载荷——相对位移曲线((?)-δ)来推广Rice公式确定动态J积分,采用柔度变化率法来确定起裂点,从而获得表征弹塑性材料动态起裂韧度J_(ID)、动态断裂韧性K_(ID),并得出一系列相关参量。通过四组高加载速率下的冲击拉伸试验表明,作为典型的应变率相关弹塑性材料的45钢,其断裂韧性随加载速率的增加而下降,探讨高加载速率下材料的位移、载荷等参数的变化规律。同时,通过扫描电镜对动态拉伸断口和动态断裂裂口进行了微观分析,研究了动态条件下金属的断裂机理。
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O345

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