仪器化夏比冲击力值分析方法

基于仪器化冲击力—位移曲线记录的特征力值点并结合常规静态拉伸试验 ,介绍基于力值分析方法 (forcebasedanalysis ,FBA)所建立的用于评价材料动态断裂性能的参数集 ,包括断面剪切比例PSF估算值、σyd、Fgy Fm、Ju、J σyd。关键曲线 (keycurve ,KC)所拟合出的解析方程表征了试样在冲击载荷作用下的塑性变形行为 ,并可以用来确定屈服力在力值—位移曲线上的位置 ,即拟合曲线与力值—位移曲线第二个波峰上升段的交点 ,从而计算出动态流变屈服应力。此外 ,以两组典型的具有相同Et、不同PSF性能的熔敷金属为例 ,详细介绍FBA方法在评价材料冲击韧度中的应用。如Fgy Fm 指标反映塑性变形的不稳定性 ,Ju、J σyd指标则与不稳定裂纹产生的临界容限及其失稳断裂韧度密切有关。这些量化的参量指标弥补了传统夏比冲击的不足 。

运用仪器化冲击开展材料动静态加载性能联合评测

对管线钢试样分别开展准静态拉伸及以冲击拉伸与仪器化冲击为主的动态加载试验,加载水平分别达到102/s及5×105MPa.m1/2/s。动、静态同试样联合测试比对的结果显示,X80管线钢为一类典型的速率敏感材料,即随着加载速率从10-2/s增加4个数量级达到102/s,其屈服强度与抗拉强度增加约100MPa。为精确确定流变屈服应力yσd,取动态拉伸应力-应变曲线前两个波峰、谷值的算术平均值作为其指标数值。基于实测的yσd及Fgy指标,证实了Server公式由Fgy估算yσd的有效性。然而在研究的范围内,Fm与bσd不具有显著的相关性。此外,通过建立动态裂纹扩展阻力曲线J-Δa,揭示了裂纹形成与扩展的力学本质,表征出金属材料在动态加载条件下的韧性性能。

X80管线钢夏比冲击功能量分配研究

高压天然气管道轴向长程撕裂破坏是其主要失效形式之一,现有的止裂预测模型应用于高强度天然气管道止裂分析时,往往需进行适当的修正。全尺寸爆破试验是获取修正因子的有效方法,但是试验成本较高。研究夏比冲击功中启裂能和扩展能的比例分配,分析其与修正因子间的内禀关系,有利于管道止裂韧性的预测。采用仪器化摆锤冲击试验机对X80管线钢环向夏比冲击试件进行测试分析,通过柔度变化率方法对试件启裂过程开展相关研究,对夏比冲击功能量分配与修正因子间内禀关系进行了初步探索。试验表明,仪器化摆锤冲击试验可对夏比冲击过程中载荷、位移等信息进行跟踪;柔度变化率方法可分析试件启裂过程,二者结合有利于夏比冲击功能量分配的比重分析。X80管线钢环向夏比冲击功能量分配得到的修正因子与全尺寸爆破得到的修正因子接近,偏差较小。