韧性材料颈缩主应力面上应变分布假定的研究

为了深入研究韧性材料主应力面的应变分布情况,讨论Bridgman关于主应力面上应变均布假定的精度.本文首先结合断口学基本理论与在室温条件下拉伸断裂的Q235钢、40Cr钢和45#钢断口电子显微镜扫描结果,从微观角度分析其韧窝分布后发现应变均布假定存在一定的误差;然后基于体积守恒和Aramis三维应变观测系统测得的试验结果,将计算值和试验值进行对比分析发现,三种材料中除含碳量较高的45#钢外,应变均布假定并不适用于分析颈缩主应力面上应变分布.本文的研究成果可为进一步研究韧性材料颈缩大塑性阶段的应力、应变本构关系提供一定的参考.

基于拉格朗日乘法的梯形波纹腹板钢梁几何参数优化分析

对梯形波纹腹板钢梁几何参数进行了拉格朗日乘法的优化分析。通过计算跨中荷载作用下,简支梯形波纹腹板钢梁的挠度,得到影响梁挠度的几何参数。再通过ABAQUS有限元分析,验证挠度方程的准确性。再以用钢量为目标函数,以挠度方程为约束条件,构建拉格朗日乘法得到优化过后的波纹腹板高度和翼缘板宽度以及波纹腹板钢梁的最小用钢量。对比有限元得到的挠度和公式计算的挠度,验证优化方法的可靠性。最终提出了合理的优化方法,优化案例的钢材节约率达到17.32%。此方法严格遵循数学运算准则,结果准确度高,方程形式便于采用。

基于Aramis系统的韧性材料颈缩段应变分析

为了研究韧性材料在颈缩状态下颈部的应力分布,本文首先从理论入手,对比了传统的颈缩半经验应力解--Bridgman解和陈篪解。详细讨论了两解的差异,指出陈篪解的精度高于Bridgman解。然后,在室温下对16组Q235和Q345钢材进行了单轴拉伸实验,并在此过程中利用Aramis系统同步进行跟踪测量,得到了材料在颈缩段最小截面上的半径和表面轴向应变。最后,利用这些实验数据对比讨论了两解的精度和造成误差的原因。结果表明:造成陈篪解误差的原因是在整个颈缩过程中,应变均布假定并不能得到很好的满足,且在整个颈缩过程中,颈部最小截面上的径向应变的值始终大于环向应变。本文研究得到的成果,能为今后研究者计算颈缩段应力分布提供依据,并为分析韧性断裂机理提供参考。