三向应力度对船用钢三明治板激光焊焊接接头等效断裂应变的影响

为使船用钢CCS-B三明治板激光焊焊接接头在拉伸初期处于不同应力状态,设计了不同尺寸及缺口半径的试样,分别在平面应变、平面应力状态下获得不同的初始三向应力度,进而获得不同应力状态下的力学性能。试验结果表明:在进行拉伸试验时,试样无论是处于平面应力状态下还是平面应变状态下,随着初始三向应力度的减小,等效断裂应变增大,塑性变好;三向应力度与等效断裂应变之间均满足指数关系,即等效断裂应变随着三向应力度的增加呈现指数减小;断口形貌均为韧窝的韧性断裂形貌。

基于小冲杆实验方法的国产A508-3钢等效断裂应变测定

在对比分析小冲杆实验测量韧性金属材料等效断裂应变方法的基础上,选择利用Chakrabarty薄膜伸张模型,确定了与实验装置相关的等效断裂应变与小冲杆实验中心位移之间的二次函数关系,利用该函数关系计算了不同温度下国产A508-3钢的等效断裂应变。结果表明,等效断裂应变随温度降低而减小。讨论了等效断裂应变随温度变化的原因。

基于ASME应变限制准则的小冲杆试验等效断裂应变

小冲杆试验(Small Punch Test,SPT)技术是一种新型微试样试验技术,通过极少量材料就能得到材料的许多力学性能。本文以压力容器常用钢材Q345R为研究对象,通过ABAQUS有限元软件模拟小冲杆试验过程,得到了小冲杆试样最先失效单元的应力三轴度;然后根据ASME防止局部失效的应变限制准则中求解多轴应变极限的方法,对小冲杆试验的等效断裂应变进行了研究。研究结果表明:基于ASME应变限制准则的等效断裂应变具有较大的保守性,作者所提出的修正应变限制准则参数的方法是可行的。此外,小冲杆试样的尺寸效应对等效断裂应变也有重要影响,使得计算的等效断裂应变比有限元模拟的应变值小。

小冲杆试验评价材料的断裂韧度

为了评价材料断裂韧度,通过小冲杆试验对2.25Cr1Mo的回火脆态、脱脆态、焊缝区以及1.25Cr0.5Mo钢进行了试验研究,并对所得的小冲杆试验数据进行了分析。结果表明小冲杆等效断裂应变cε与小冲杆能量Esp之间存在重要的线性关系;同时发现断裂点的小冲杆能量值与材料的断裂韧度值线性相关。该方法为无法获取标准试样进行材料抗断裂性能评价场合提供了一种可行的测试技术。

高温长期运行Cr-Mo钢断裂性能微试样测试实验研究

开展采用小冲杆微试样试验技术评定材料断裂性能的研究。针对2.25Cr-1Mo钢(脆化态和脱脆态)及1.25Cr-0.5Mo钢,将小冲杆试验测试结果与常规冲击韧度及断裂韧度试验结果相关联,得到小冲杆试样变形过程中消耗的总变形能与常规夏比冲击功间的对应关系经验公式,以及小冲杆试样等效断裂应变与材料延性断裂韧度间的关联式,说明可以直接采用小冲杆试验结果估算材料的冲击及断裂韧度值,为无法取标准试样进行材料抗断裂性能测试场合提供了一种可行的间接测试技术。

应变路径变化对材料韧性断裂的影响

为研究非比例加载条件下应变路径的变化对材料韧性所产生的影响,设计了一组包含宽应力三轴度的非比例加载试验,得到相应的载荷-位移/扭角曲线。运用ABAQUS/Explicit及用户子程序VUSDFLD,基于试验与模拟相结合的方法确定断裂起始点,研究复杂加载条件下断裂起始点的平均应力三轴度、罗德系数和等效断裂应变的变化趋势,分析应变路径变化对断裂成形极限的影响。结果表明:预加载的存在加快了断裂进程,且随着预加载程度的增加,材料的韧性断裂出现的愈早。对于拉-扭试验,在预扭阶段应变沿着纯扭趋势发展,而进入拉伸阶段后应变并非沿着单拉的应变路径进行变化;对于压-扭试验,在预压阶段应变沿着单向压缩的应变路径变化,而扭转阶段则沿着平行于纯扭的应变路径变化。

DP780双相钢在不同应变状态下的断裂特性及机理

先进高强钢(AHSS)是重要的汽车轻量化材料,其在不同应变状态下会表现出不同的断裂特性。以DP780双相钢为研究对象,研究了其在典型应变状态下的断裂失效行为,并对试样的微观组织和断口形貌进行了观察和表征,分析了DP780双相钢在不同应变状态下断裂的微观机理。研究表明:随着应变比的提高,等效塑性断裂应变ε-f先减小后增大;平面应变状态下ε-f最小,等轴拉伸应变状态下ε-f最大。应变状态对DP780双相钢的断裂特性和失效有重要影响:平面应变状态下,试样芯部的厚向应变梯度和三向拉应力状态增加了变形的不协调程度,加速了微孔洞的萌生和生长,相对于单轴拉伸更容易产生厚向裂纹而发生撕裂;等轴拉伸应变状态下,材料变形均匀,厚向应变梯度小,孔洞的萌生和生长受到抑制,从而使DP780双相钢在等轴拉伸应变状态下的等效塑性断裂应变最大。

建筑用高强钢厚板在高应力三维度下的断裂模式

为研究高强钢厚板在高应力三维度下的断裂模式,对18个厚度为26mm的Q345钢缺口板进行了拉伸断裂试验和基于结构钢椭球面断裂模型及偶联屈服模型的数值分析.结果显示：高强钢厚板缺口板在几何变化剧烈、应力高度集中的缺口根部断裂;缺口根部刻弧半径和缺口宽度愈小的试件;断裂延性愈差;断裂指数的分布规律和应力三维度具有较高的关联度,位于板厚中面的缺口根部应力三维度最高,是裂纹起裂点;当应力三维度介于0.43-0.72时,高强钢厚板的等效断裂应变和应力三维度较好地遵循幂函数演化.