加载速率对高强钢40Cr和30CrMnSiNi2AⅠ型动态断裂韧性的影响

采用实验-数值方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢三点弯曲试样在不同加载速率的冲击载荷作用下进行了动态断裂韧性的测试,并对其率相关性进行研究．实验在Hopkinson压杆系统上完成,试样的起裂时间采用应变片法测得．结合有限元三维动态模拟,得到了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程并由实测的起裂时间确定材料动态断裂韧性．结果表明,在本工作加载速率范围内(10~6MPa·m^(1/2)/s),40Cr钢为解理型断裂,其动态断裂韧性随加载速率增加的变化趋势不明显；而30CrMnSiNi2A钢则在较大程度上表现为延性断裂的特征,其动态断裂韧性随加载速率的增加呈明显上升趋势．并对上述结果进行了宏观和微观机理分析．

两种高强钢在高加载速率下的Ⅱ型动态断裂韧性

采用实验-数值相结合的方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢剪切试样在冲击载荷作用下的Ⅱ型动态断裂韧性进行了测试．实验在Hopkinson压杆系统上完成,试样的起裂时间采用应变片法测得．结合有限元三维动态模拟,得到了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程,并由实测的起裂时间确定两种钢的动态断裂韧性．结果表明,在现有加载率范围 (2×106-7×106MPa．m1／2／s)内,两种高强钢试样几乎全部由绝热剪切模式引发断裂,其动态断裂韧性均随加载速率的增加而呈现上升趋势,且在相同加载速率下后者的动态断裂韧性大于前者的动态断裂韧性．并对韧带尺寸对试样断裂韧性的影响进行了研究．

水泥石动态断裂韧性的实验研究

采用反射式动态焦散线法研究水泥石在高速冲击下的动态断裂韧性。针对现有的水泥石材料，分析了不同填料对水泥石断裂韧性的影响，为工程实际应用提供可靠的理论依据。

不同赋存深度岩石的动态断裂韧性与拉伸强度研究

按照国际岩石力学学会试验规范以及工程岩体试验方法标准(GB/T50266-99),对不同赋存深度的玄武岩试件分别进行动态断裂韧性测试和单轴拉伸强度测试,得到动态断裂韧性与拉伸强度之间可能存在一定的关系;并从岩石破坏的力学机制角度,分析动态断裂韧性与拉伸强度之间存在联系的根本原因:两者均是由于岩石内部微裂纹受到拉应力作用而引起微裂纹的扩展、互相贯通,从而导致岩石的破坏。根据动态断裂韧性与拉伸强度之间可能存在的关系,可以由拉伸强度的测试结果推测试件的动态断裂韧性值,将大大简化动态断裂韧性测试的繁琐性。

用Hopkinson压杆技术测试材料动态断裂韧性的方法研究

对传统的Hopkinson压杆测试系统进行了改进 ,建立了应力波载荷作用下材料动态断裂韧性的测试方法 .该方法采用 3点弯曲试样进行动态断裂试验 ,应用试验—数值法确定动态应力强度因子的响应曲线 ,进而测试材料动态断裂韧性 .40Cr材料的试验结果表明 ,本文设计的测试装置是有效的 ,建立的测试方法是可行的 .

用Hopkinson杆技术研究材料动态断裂韧性的进展

综述应用Hopkinson杆技术进行材料动态断裂韧性研究的实验方法。介绍入射波整形技术和力传感器技术在动态断裂韧性实验中的应用。简要总结动态应力强度因子的计算方法和裂纹起裂时间的确定方法。展望动态断裂韧性研究的发展趋势。

-196℃奥氏体不锈钢母材与焊缝的动态断裂韧性

在-196℃对S30408奥氏体不锈钢的母材和焊缝进行了夏比摆锤冲击实验,采用改进的柔度变化率法得到了低温下不锈钢母材夏比试样的起裂点。结果表明,采用改进的柔度变化率法得到的结果比采用传统的柔度变化率法得到的结果更准确。根据实验得到的载荷-位移曲线,结合采用Schindler法和关键曲线法各自所得结果的优点,得到了不锈钢母材的动态裂纹扩展阻力曲线(动态J-R曲线)。依据不锈钢焊缝在低温动载下的载荷-位移曲线及其断裂特征,通过线弹性断裂力学计算获得其动态断裂韧性。

动态断裂韧性测试系统的建立

为了在Hopkinson压杆测试样系统上进行材料的动态断裂韧性测试 ,本文在已有的三点弯曲度试动态应力强度因子计算公式基础上编制了相应的计算程序 ,建立了动态断裂韧性测试系统 ,使得测试工作简单易行 .40Cr材料的试验结果表明 ,本文编制的程序是有效的 ,建立的测试系统能够满足工程应用 .

45#钢动态断裂韧性测试的试验研究

利用旋转盘式间接杆—杆型冲击拉伸试验装置,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材料动态断裂试验。用试件两端的平均载荷—相对位移曲线(P-δ)来推广Rice公式确定动态J积分,采用柔度变化率法确定起裂时间,从而获得表征弹塑性材料动态起裂韧度JID。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。

动态断裂韧性实验中DIC技术应用研究

高速冲击动态断裂韧性的加载和测试技术一直是近年关注的热点,随着计算机和光学传感器的发展,采用数字图像相关方法测量材料的动态断裂韧性已成为重要选择。该文基于分离式Hopkinson压杆原理的加载技术,通过高速摄影机拍摄高速冲击下三点弯曲试样裂纹的起裂和扩展,运用数字图像相关技术分析裂尖场的散斑图像,计算得到相应的应变场变化,试样外表面处于平面应力状态,其裂尖应变场呈现"0"型,而非试样对称面所处于的平面应力状态下呈"8"型。结果表明,DIC技术可以应用于动态断裂韧性实验,也证明裂尖场粘贴的应变片测量试样起裂的有效性。

平台CCNBD-SHPB动态断裂韧性试验方法研究

根据CCNBD(Cracked Chevron Notched Brazilian Disc)试件断裂韧性测试方法和分离式Hopkinson压杆(SHPB)的基本原理,研究了平台CCNBD-SHPB系统进行动态断裂韧性测试的方法。探讨了动态力平衡对满足SHPB的应力均匀化以及试验数据处理的重要性;推广了准静态的应力强度因子计算公式,将试件在动态力平衡状态下的最大载荷代入公式,从而得到动态断裂韧性。通过试验对理论进行了验证,结果显示基于平台CCNBD-SHPB的动态断裂韧性测试是准确的。

陶瓷材料动态断裂韧性测试

为了测试陶瓷材料动态断裂韧性,利用Hopkinson压杆实验原理和改装的Hopkinson压杆装置,并将试件加工成单边切口梁进行了三点弯曲动态试验.利用改装的Hopkinson压杆装置可直接测得透射应力波,从而直接得到试件变形过程中作用在试件上的支反力.本文定义了无量纲挠度和挠度变化率,给出了几种陶瓷材料在不同挠度变化率下的时间-动态应力强度因子曲线,并分别给出其动态断裂韧性.测试结果表明,陶瓷材料的动态断裂韧性具有挠度变化率效应.

复合材料层合板动态断裂韧性与损伤扩展的实验研究

研究了复合材料层合板在冲击载荷和不同温度条件下的力学行为及破坏机理。在不同温度环境下 ,利用MTS材料试验机 ,采用中等应变速率 (1/S) ,对玻璃布一环氧层板实施了冲击拉伸断裂实验 ,测试了该材料在不同温、不同应变速率下的断裂韧性值。分析了玻璃布

Q345BH型钢动态断裂韧性研究

采用Awick Amsler/Roell RKP450仪器化冲击试验机,研究了型钢在-60℃~20℃的冲击韧性和动态断裂韧性。结果表明:在型钢下平台温度范围内,缺口试样冲击能量的绝大部分用于裂纹萌生;在韧脆转变区及上平台范围内,裂纹扩展消耗大量的能量,型钢动态断裂韧性韧脆转变温度约在-40℃^-20℃之间。

压-剪复合应力波作用下材料动态断裂韧性研究

提出亚微秒单脉冲应力波载荷作用下Ⅱ型裂纹的平板冲击实验技术 .加载率为dK dt～ 10 8MPa·m1 2 ·s-1.实验中由锰铜应力片和弹性波理论分别测定和计算了压应力 ;通过微观分析确定了动态裂纹的平均扩展长度 ;引进等效应力强度因子 ,用动态断裂理论确定了 6 0 #钢的动态断裂韧性KⅠd和KⅡd ;

基于PCVN小试样评估主管道的动态断裂韧性研究

针对CPR1000+机组反应堆一回路主管道在服役过程中存在的典型热老化问题,基于55 mm×10 mm×10 mm的预制裂纹冲击(PCVN)样品,结合全场应变测试技术(DIC)研究了主管道动态断裂韧性随服役时间变化的规律。通过实验获得动态载荷-位移曲线及不锈钢的动态裂纹扩展阻力曲线(动态J-R曲线),并和准静态断裂韧性变化趋势做了比较。结果表明,热老化后导致主管道材料发生明显的脆化,断裂韧性随热老化时间延长而明显下降。

冲击载荷下岩石材料动态断裂韧性测试研究进展

岩石动态断裂韧性是岩石动力学的基本力学参数之一,也是评价岩石抵抗裂纹动态起裂和扩展性能的重要参数之一。随着采矿工程、岩土工程的不断发展,冲击动态载荷下岩石动态断裂韧性的研究也愈来愈为国内外岩土工程界所关注。综述了冲击载荷下岩石材料动态断裂韧性测试研究进展,主要介绍了冲击载荷下岩石动态断裂韧性测试技术研究成就及其优缺点,并就冲击载荷下岩石动态断裂韧性测试研究发展趋势给予展望。

电解低钛铝制备A356合金动态断裂韧性研究

以工业纯铝、2种不同含钛量的电解低钛铝等为原料,在实验室条件下制备了3种不同钛含量的A356铝合金,对这3种合金在高速加载条件下的动态断裂韧性进行了测试研究.结果表明,在所试验的温度范围内,3种合金均表现为脆性断裂特征,动态断裂韧性随钛含量的增加而增加,特别是当钛质量分数在0.20%以上时表现得更为明显,合金的低温动态断裂韧性均优于室温动态断裂韧性,当温度达到95℃时,所有合金的动态断裂韧性达到峰值,当温度超过150℃时,动态断裂韧性均显著下降,并且不同合金的动态断裂韧性差别缩小,电解加钛方式和通过含钛中间合金加钛方式对合金的动态断裂韧性没有明显影响.

赋存深度对岩石动态断裂韧性的影响

按照国际岩石力学学会试验规范,对不同赋存深度的玄武岩岩样进行了动态断裂韧性测试。得到了动态断裂韧性随着赋存深度的增大而增大的规律;分析了影响动态断裂韧性的原因,探讨了由于岩石的强度不同,从而导致不同深度下岩石的动态断裂韧性不同。

车轮钢动态断裂韧性研究

测试了R7车轮辐板的动态断裂韧性。结果表明,在温度较高条件下,动态断裂韧性Kld和总冲击能量Wt随温度的降低并未呈现相同的变化趋势;当试验温度降至约-20℃时,Kld和Wt呈现同步的趋势,此时,断裂以脆性断裂为主。该温度以下的总冲击能量可以用作评价R7车轮辐板动态断裂韧性优劣的主要技术参数。