含裂紋Q345鋼的拉伸漸進(jìn)損傷和斷裂行為研究.pdf

1、裂紋的擴(kuò)展問題一直是斷裂力學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)，探究裂紋擴(kuò)展的原因和擴(kuò)展的方式是一個(gè)熱門的課題。本文通過試驗(yàn)和模擬的方法研究了含裂紋Q345鋼試件的裂紋擴(kuò)展和斷裂機(jī)理，主要研究內(nèi)容和結(jié)論有:
　　1、對(duì)Q345鋼不同截面尺寸的平板試件和圓棒試件進(jìn)行了單軸拉伸試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)不同的截面尺寸對(duì)材料的力學(xué)性能有一定的影響。隨著試件橫截面尺寸的增大，屈服應(yīng)力、斷裂應(yīng)變和延伸率也會(huì)增大，彈性模量基本不變。
　　2、采用預(yù)疲勞方法預(yù)制了疲勞

2、裂紋，試驗(yàn)研究了含缺口平板試件和對(duì)含預(yù)制疲勞裂紋試件單軸拉伸性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并與含缺口平板試件的拉伸行為進(jìn)行了對(duì)比分析。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無論是經(jīng)過疲勞預(yù)制得到的裂紋試件還是用線切割工藝制作的的缺口試件，只要裂紋的位置和長度相同，那么兩類試件的裂紋擴(kuò)展路徑、變形過程和斷口形貌基本相似。
　　3、通過對(duì)比各組含缺口試件和含預(yù)制裂紋試件的荷載-位移曲線，發(fā)現(xiàn)在裂紋長度相同，縱向間距不同的時(shí)候，縱向間距的大小對(duì)試件的斷裂位移影響較大，縱向間距

3、越大，試件的斷裂位移也就越大，但縱向間距對(duì)試件的屈服載荷和極限承載力影響較小。
　　4、采用常規(guī)拉伸試驗(yàn)方法得到的名義拉伸應(yīng)變并不能真實(shí)反映韌性材料復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的斷裂應(yīng)變。采用預(yù)疲勞法在Q345鋼三點(diǎn)彎試件上預(yù)制了裂紋，試驗(yàn)確定了Q345鋼的斷裂韌性性能，計(jì)算了J積分值?；诓煌瑪嗔褢?yīng)變對(duì)含缺口平板試件的拉伸行為進(jìn)行了有限元模擬，采用三條不同的圍道曲線計(jì)算了J積分值。通過與J積分試驗(yàn)值的比較，確定了Q345鋼的斷裂應(yīng)變，為有限元

4、模擬奠定了重要基礎(chǔ)。
　　5、基于ABAQUS有限元分析平臺(tái)對(duì)含裂紋Q345鋼試件的拉伸行為進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)比了不同的塑性和斷裂參數(shù)對(duì)模擬結(jié)果的影響。模擬結(jié)果表明，計(jì)算模型輸入的塑性參數(shù)不同時(shí)，其載荷位移曲線有一定差異，總體上模擬得到的曲線高于試驗(yàn)曲線。
　　6、考慮裂紋前緣處應(yīng)力場(chǎng)的不均勻性和多軸應(yīng)力狀態(tài)，本文建議了適合于模擬含裂紋試件拉伸性能的材料參數(shù)修正方法。采用該修正方法對(duì)計(jì)算模型輸入的材料參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，并采用了