动态弹塑性断裂韧度J_(Ⅰd)测试方法研究

借助于示波冲击实验 ,建立加载速率 KⅠ ≈ 10 5MPa·m/s条件下 ,测定材料动态弹塑性断裂韧度JⅠd的方法。通过计算得到三点弯曲试样的动态裂纹尖端张开位移COD以及动态裂纹扩展量Δa ,在此基础上得到裂纹动态起裂点。在动态弹塑性断裂韧度JⅠd的计算中 ,考虑了材料动态应力—应变行为的影响。船用 945钢的测试结果表明 ,文中建立的方法简单、方便 。

某船用钢动态弹塑性断裂韧性的试验测试

描述了利用 Hopkinson压杆技术加载三点弯曲试样测试材料动态弹塑性断裂韧性的试验方法 .材料的动态应力 -应变行为测试在 SHPB装置上进行 ,试样上的动态载荷历史由 Hopkinson压杆直接测得 ,在此基础上 ,利用自行编制的 ANSYS宏程序计算得到 J积分历史 ;与起裂时间相对应的 J积分值 ,即为动态弹塑性断裂韧性 .采用上述方法进行了某船用钢的动态断裂试验 ,首次获得了该钢的动态弹塑性断裂韧性值 ,为舰船的抗爆能力计算。

周边切口短圆柱试件的杆杆型冲击拉伸试验系统的弹塑性有限元分析

基于一维试验原理提出了用带有周边切口的短金属圆柱试件进行平面应变型弹塑性动态断裂韧度的测试方法 ;对该复杂的动力学系统进行了轴对称的弹塑性有限元分析 ,并计算了动态围道 ^J积分 ;根据对试件功能转换关系的分析和Rice公式的物理意义 ,提出了用试件两端平均载荷 两端相对位移曲线 ( P Δ)推广Rice公式计算试件的远场J积分 ,由此得到的 P Δ曲线基本上消除了与裂纹运动无关的质心运动动能的影响 .论证了J积分作为裂端的表征参量 ,且当切口深度比大于 70 %时 ,Rice公式有较高的计算精度 .为平面应变型弹塑性动态断裂韧度的表征与测试提供了依据 .

大直径周边切口试件的冲击拉伸试验系统的弹塑性有限元分析

为在旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸试验装置上更好地实施起裂止裂试验 ,对采用直径大于杆径的周边切口试件的动态断裂试验系统进行了弹塑性有限元动力学分析 .结果表明 ,尽管试件端面的应力场和位移场是非均匀的 ,但对于深裂纹大直径试件 ,围道J积分仍是守恒的 ,J积分仍可作为裂纹尖端的表征参量 ,且Rice远场J积分公式仍可推广应用 ,但必须对由一维试验原理所得到的试件两端的平均相对位移和载荷进行修正 .为此 ,提出了一种有效的相应修正方法 。

动态断裂韧性:特性及特点(英文)

动态断裂过程有着某些特异性并有别于静态断裂过程.断裂韧性一般随加栽率提高而降低,但在某些情况下也会提高(如高聚物).分散性和断裂表面的粗糙度随加载率而提高.时问起着重要作用,并有两个特征时间已被确认:孕育时间和临界时间.本文给出了一些典型的动态断裂例子:层裂,弹塑性动态断裂以及源于缺口的动态断裂.

应力波载荷作用下材料断裂韧性J_(Id)测试研究

本文建立了一个测定动态弹塑性断裂韧性 JId的方法。该方法利用改进的 Hopkinson压杆加载 Charpy冲击试样 ,利用压杆上应变片记录的入射应力波和反射应力波 ,由一维应力波理论得到试样所受的载荷和加载点位移。在建立的裂纹尖端张开位移 COD和裂纹扩展量Δa的关系中 ,令Δa =0 ,可得到裂纹起裂时的临界 ( COD) c从而确定裂纹的动态起裂点。与其它方法相比 ,本文的方法不需要昂贵的仪器来测试动态断裂参数 ;不需将应变片贴在试样上确定起裂时间 ,所以该方法可在较高或较低的温度下使用 ;在动态弹塑性断裂韧性 JId的计算中 ,考虑了材料的动态应力—应变行为 ,使测得的 JId 值能更好地反映材料在应力波载荷作用下的动态断裂性能。

关于动态钝化线方程与J-R法确定J_(Id)的讨论

在摆锤式示波冲击试验机上采用小角度冲击方法测试了某船用低舍金钢的动态弹塑性断裂韧度JId。针对多试样，R阻力曲线法因钝化线的不易确定性常造成测试结果JId误差较大的情况，考虑了加载速率对塑性流变应力的影响，给出了一新的动载争件下的钝化线方程：J-2NK（0．5Er）^nΔα。在J-R阻力曲线法测定材料的JId时，用该方程可得到与小角度冲击方法相一致的测试结果。

单试样测试材料J_(Id)值方法的比较

利用示波冲击试验,以小角度多试样冲击试验结果为标准,对几种单试样测试材料动态弹塑性断裂韧度J_(Id)值的方法进行了比较。结果表明：最大载荷前能量方法只适用于测试启裂后无显著形变强化的高强钢；柔度变化率方法不宜于测试撕裂阻力较高的材料；而对于裂尖钝化时近似呈半圆形的材料,利用饱和伸张区宽度方法可以方便地得到材料的J_(Id)值。