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金属断裂力学试验存在问题的研究

赵蕾  
【摘要】: 金属材料断裂力学试验测试中存在着问题,虽然,有许多学者致力于解决这些问题,但是目前所出现的上百个断裂准则,并没有解决所有材料的断裂破坏问题,仅对部分材料适用,不具备普遍性。本文从断裂韧性测试的理论基础及试验结果进行分析,研究了断裂韧性测试中存在问题的实质原因,得到断裂韧性KIC反映的是材料发生正断的性能,仅代表着正断指标。而JIC主要代表韧性材料小尺寸试件发生剪断的性能指标,用JIC换算KIC可能是不合适的。并且,规范中的厚度要求B≥2.5(KIC/σY)2,不应作为断裂韧性测试时的试件尺寸依据。 以应力三维度Rσ为参数的断裂准则能够区分材料在不同应力下的断裂形式及断裂机理。本文设计了一种新的实验方法,测量了试件颈缩部位各参数尺寸,并研究和分析了几种典型的颈部应力分析结果,首次计算了三种材料正断与剪断的应力三维度分界值R2。 最后,本文对平面应变断裂韧性的试验方法进行了探讨,定量的确定出该正断指标为80%,并借助于已有的试验结果进行了验证,为断裂韧性KIC测定中厚度B的选择,提出一种合理的预测方法。


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