一种改进的Xue-Wierzbicki延性断裂模型

提出了一种改进的Xue-Wierzbicki延性断裂模型以预测高强度结构钢材在多轴应力状态下的延性极限。采用改进的Lee-Mear椭球形孔洞缺陷膨胀理论建立了轴对称拉伸与平面应变拉伸条件下应力三轴度与断裂应变间的函数关系。随后,将上述改进的Lee-Mear断裂应变函数与Xue-Wierzbicki椭圆型Lode角函数结合,以考虑剪切荷载对材料延性极限的影响。提出的断裂模型具有如下两个优点:新模型可准确预测不同应力三轴度与Lode角下高强钢的延性极限;新模型中各参数均有明确的物理含义,可反映材料的力学性能与微观缺陷几何特征。为验证新断裂模型的正确性与精度,利用Q460和Q690高强钢切口试件的断裂试验结果对新模型的参数进行了校准,并计算了各试验试件断裂应变数据点与新模型预测的断裂应变曲面间的平均误差。结果表明,提出的断裂模型可准确预测不同应力状态下Q460和Q690高强钢的延性极限,模型预测结果与两种材料试验结果间的误差平方和分别为4.2%与0.28%,表明新断裂模型具有良好的预测精度。