韧性断裂准则的试验与理论研究

对不同样式的45钢和6082铝合金试件进行了拉伸、压缩、剪切、扭转等材料试验,对工程中使用的11个韧性断裂准则进行对比研究,并利用专业塑性成形分析软件对试验过程进行二维和三维情形的数值模拟。指出目前使用的韧性断裂准则都不可能对材料在任意应力应变状态和变形累积的情况下给出一个固定阈值,并给出了基于等效应变和应力三轴度的韧性断裂准则修正公式,通过厚板普通冲裁和精密冲裁试验证明了结论的有效性。

金属韧性断裂准则的实验研究

韧性断裂准则作为材料成形极限中的重要指标,对于准确预测金属内部和表面韧性破坏发生的时间和位置、工艺制定和模具设计具有重要的意义。以45钢为材料,采用不同形式的试件进行了拉伸、压缩、剪切、扭转等实验,并利用金属塑性成形模拟专业软件对实验过程进行数值模拟,对工程中广泛使用的11种韧性断裂准则进行分类对比研究。指出Normalized Cockroft & Latham和Brozzo断裂准则比较适用于高应力三轴度成形过程,而Ayada和Rice-Tracy断裂准则更适用于较低应力三轴度成形过程。

延性金属在应力三轴空间的裂纹形成准则

结合经典力学和断裂力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,通过对延性金属刻痕杆刻痕根部断裂应力场分析,推导了延性金属在应力三轴空间的微观裂纹形成准则。根据铝合金和结构钢开孔板断裂试验的数值模拟结果,验证了该准则的普适性和精度。