A508-Ⅲ钢小尺寸试样的拉伸尺寸效应及其归一化模型研究

设计了系列A508-Ⅲ钢小尺寸试样,开展了不同热处理温度和不同厚度下小尺寸试样的室温拉伸测试,分析了小尺寸试样尺寸效应的影响机理。结果表明,随着奥氏体化温度由900℃升高到1 000℃,A508-Ⅲ钢的晶粒尺寸由18.12μm增加到33.21μm;不同热处理温度和不同厚度A508-Ⅲ钢小尺寸试样的拉伸力学性能呈现明显的尺寸效应;随着晶粒尺寸的细化,产生了晶粒尺寸效应,而随着小尺寸试样厚度的减小,产生了特征尺寸效应。同时,引入了能综合描述小尺寸试样晶粒尺寸效应和特征尺寸效应的关键参数λ,构建了考虑尺寸效应的力学本构模型,获得了小尺寸试样与标准试样的屈服强度和抗拉强度归一化模型,并基于试验结果验证了归一化模型的准确性和可靠性,以期为力学性能的换算提供借鉴。

A508-Ⅲ钢小尺寸样品拉伸行为的有限元辅助测试方法研究

为了克服拉伸样品尺寸减小所带来的尺寸效应的影响,本文对A508-Ⅲ钢小尺寸样品的拉伸行为进行了研究。通过改变A508-Ⅲ钢的热处理温度制备了不同晶粒尺寸和样品厚度的小尺寸样品,进行了小尺寸样品的室温拉伸测试,分析了晶粒尺寸和样品厚度对小尺寸样品拉伸力学性能的影响,并揭示了其潜在的拉伸尺寸效应机理。结果表明,由于小尺寸样品厚度和晶粒尺寸的变化,导致其拉伸力学性能表现出明显的尺寸效应;通过引入综合表征样品特征尺寸和晶粒尺寸效应的影响参数,构建了考虑尺寸效应的Swift力学本构模型;采用有限元辅助测试方法确定了小尺寸样品的延性损伤演变参数,数值与实验结果误差小于3%;基于建立的力学本构模型,利用有限元方法预测了小尺寸样品的拉伸力学性能,构建了其屈服强度与抗拉强度的归一化模型,以期为小尺寸样品的工程应用提供借鉴。