初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的细观力学分析

关 键 词:结构设计论文
资料等级:初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的细观力学分析
发布时间:2015-8-26
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初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的细观力学分析 材料在制备、加工过程中引入的各种初始『台金缺陷和后来在使用过程中(如蠕变,疲劳)不断萌生、长大的细观缺陷,可统称为初始损伤.初始损伤在材料后续受载使用过程中不断扩展、合并和相互作用,在宏观层次上影响材料的整体承载能力和加工硬化行为;在细观层次上改变了材料细观组元中的局部应力分布,这些都会影响到材料随后的变形、损伤和断裂的过程,从而对材料的后续力学性能,如韧性、强度、塑性和刚度等产生很大影响,进而对材料和结构的安全服役性及剩余寿命产生很大影响.因此需要就初始损伤对材料力学性能的影响及机理进行深入的研究.近年来有限的几项代表性工作主要包括:1)塑性损伤对复合材料弹性模量、强度、流动应力、拉伸延性和断裂韧性的影响疲劳损伤对钢和复合材料断裂韧性的影响.焊接加工中产生的初始蠕变损伤对CrM0V钢焊接热影响区冲击韧性的影响r6].关于金属材料的延性损伤和断裂行为已进行了许多研究[7q],在所建立的模型中均未考虑初始损伤的影响.而这一工作是建立精确的材料延性损伤和断裂模型的基础.作者研究了初始损伤对不同钢组织延性起裂韧性的影响[1 .现已发现材料在预加载中产生的初始损伤量增加,其延性起裂韧性降低.本文进一步通过对初始损伤孔洞在后续加载中的演化行为的细观有限元力学模拟计算,研究了微孔洞初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的机理
编辑评价
通过力学参数测量和微观观察研究了初始损伤对钢的延性起裂韧性影响.研究结果表明,随钢组织在预加载荷中产生的微孔洞初始损伤量的增加,其延性起裂韧性降低.并进一步对初始损伤孔洞在后续加载中的演化行为的细观有限元力学进行模拟计算及微孔洞初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的机理进行了研究.计算结果表明,初始大尺寸孔洞长大速度比较快,且在这些孔洞之间存在变形局部化,容易诱发二次小孔洞的形核和长大,从而使一次初始大孔洞连接,使材料延性起裂,因而大尺寸初始损伤孔洞主导了材料的延性起裂.随初始损伤量的增加,大尺寸孔洞的数量和尺寸增加,使孔洞聚合(延性起裂)时的应变降低,这也就是随着预载荷比Po/P 的增加,材料的延性起裂韧性Pi/P 降低的细观力学原因.
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