厚鋼板斷裂韌性CTOD研究.pdf

1、對于金屬材料力學性能，中國船級社制定的《材料與焊接規(guī)范2008修改通報》規(guī)定了金屬材料裂紋尖端張開位移試驗(CTOD)。規(guī)范里詳細說明了試樣制備、試驗過程、試驗要求以及試驗報告，但是關于試驗溫度以及CTOD允許值的選取沒作任何說明。本文通過分析Q345鋼的斷裂韌性CTOD指標，針對中國船級社關于CTOD試驗的不完善之處，做了以下工作： 根據(jù)強度指標和塑性指標隨溫度的變化規(guī)律，類比斷裂韌度δ，獲得斷裂韌度δ隨溫度變化的規(guī)律。以20

2、℃時的斷裂韌度δ0作為基本單位，其它溫度下的斷裂韌度δk與δ0的比值——無量綱CTOD值，利用非線性曲線擬合軟件1stopt對CTOD最大載荷值進行擬合，提出了裂紋尖端張開位移隨溫度變化的計算式。針對Q345鋼提出CTOD試驗溫度，并根據(jù)屈強比與溫度之間的關系，來確定不同鋼種試驗溫度。 分析了厚度對于裂紋尖端應力狀態(tài)的影響，從理論上說明了應力狀態(tài)對鋼材脆性的影響。根據(jù)斷裂韌度δ在同一溫度下隨著厚度的增加趨于一個數(shù)值，故選取Q34

3、5鋼在20℃時的斷裂韌度δ分析其規(guī)律，并提出了裂紋尖端張開位移隨厚度變化的計算式。厚度對CTOD允許值也具有相似的影響規(guī)律，針對不同厚度提出不同的允許值δmin。 對CTOD試驗方案進行了研究，包括兩個方面。第一個方面，根據(jù)傳統(tǒng)力學理論的強度折減方法，類比裂紋尖端張開位移，提出折減系數(shù)β。用折減系數(shù)來判斷CTOD試驗的適用范圍。第二個方面，由于試驗數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，對CTOD試驗樣本采用了數(shù)理統(tǒng)計的方法，確定在某種置信度水平下的