X80管线钢动态断裂分析的落锤撕裂实验与有限元模拟

已有的不同类型落锤撕裂实验数据表明,高钢级管线钢的单位断裂能和裂尖张开角依赖于断裂速度。本文进一步确定了其依赖关系是由断裂韧性而非试件几何差异所引起,并且定量分析了基于断裂准则所定义的断裂韧性与断裂速度之间的关系。利用所提出的黏结本构法则分别对X80管线钢标准试件和修正试件的落锤撕裂实验进行了三维有限元模拟,并将有限元结果与实验结果进行了对比。结果表明:有限元计算的加载曲线、断裂速度、裂尖张开角与对应的实验结果吻合较好,故本文提出的黏结本构法则能较好地应用于X80管线钢的动态断裂分析;标准试件的断裂韧性高于修正试件的断裂韧性,而标准试件的断裂速度则低于修正试件的断裂速度;七次有限元计算结果都表明断裂韧性随稳态断裂速度的增大而减小,且二者的关系可以由本文提出的自然指数函数进行描述。

固溶处理对7A55铝合金断裂韧性的影响

采用金相组织观察、拉伸实验、Kahn撕裂试验、扫描电镜、透射电镜等方法研究固溶处理对7A55铝合金断裂韧性的影响。研究结果表明:固溶温度对7A55铝合金断裂韧性影响显著,7A55铝合金在450～490℃时固溶,随着温度上升,可溶性粒子减少,断裂韧性增加,到480℃时断裂韧性达到最大值;当温度超过480℃时,由于晶粒的长大,断裂韧性又开始下降;7A55铝合金有很大的淬火敏感性,当以慢速淬火时,晶界非共格析出物尺寸粗大,对断裂韧性不利。

多边形铁素体含量对X60、X70管线钢DWTT断口纤维率的影响

以X60和X70管线钢为研究对象,研究了管线钢中显微组织与断裂韧性之间的关系。结果表明,多边形铁素体对管线钢既有增韧性又有减韧性作用:当钢中分布细小的多边形铁素体晶粒时,多边形铁素体迫使裂纹分叉、弯曲和转向,导致裂纹的扩展功提高,增加了管线钢的韧性,而且随多边形铁素体含量增多,落锤撕裂试验断口纤维率也随之提高。然而,当多边形铁素体晶粒粗大且以绝对多的数量分布在基体中时,其增韧性作用消失。

反分析确定金属薄膜与陶瓷间界面的力学性能参数

该文基于薄膜撕裂实验测量和反分析来确定铝膜与陶瓷基体之间界面的力学参数(指界面粘结功和分离强度),薄膜是通过一层环氧树脂胶粘结到基体的。薄膜厚度20μm―250μm,撕裂实验中撕裂角度取90°、135°和180°三种。嵌入粘聚力单元(cohesive zone elements)的有限元模型用于模拟撕裂过程,反分析中有限元计算结果作为一个神经网络的训练数据。将撕裂实验结果输入训练后的网络,可得界面粘结功和分离强度。

多相组织X80管线钢的低温断裂行为研究

采用落锤撕裂实验研究了X80管线钢断裂行为与多相组织之间的关系。结果表明:X80管线钢的微观组织包括针状铁素体、粒状贝氏体、多边形铁素体、准多边形铁素体和马氏体-奥氏体岛,其中针状铁素体、多边形铁素体、准多边形铁素体和马氏体-奥氏体岛对管线钢低温断裂行为影响较大。低温撕裂断口主要包括裂纹起裂解理面、韧性断裂面、逆向解理面三大部分,随着微观组织中针状铁素体的增加和多边形铁素体、准多边形铁素体、马氏体-奥氏体岛的减少,断口中韧性断裂面积增加以及起裂解理面积、逆向解理面积减少。

配有高端研究模型的落锤撕裂试样断裂性能试验(DWTT)

材料技术的不断更新和发展对传统测试技术提出了新的要求和挑战,尤其对于某些测试结果指标开始提出质疑。本文主要探讨关于测试钢材断裂韧性的问题,尤其关注于配备高端研究模型的落锤撕裂试样断裂性能实验设备的使用问题。