三点弯曲试样屈服后断裂力学分析及其在断裂韧性测试中的应用

在两组试验上进行低强度高韧性合金钢的三点弯曲试样屈服后断裂力学分析。第一组试验,试样尺寸固定,裂纹长度变化。第二组试验为几何形状类似的亚标准试样。试验的最小试样尺寸为有效尺寸的八分之一。用三种屈服后理伦J积分,Bilby,Cottrell和Swinden(BCS)方法以及Witt的等价能量法分析试验结果。在观察到的实验离散性范围内,用J积分、BCS法或者标准的线弹性断裂力学理论详细描述短裂纹长度试样的结果。在有效实验的离散带内,用Witt的等价能量法预测几何形状相似的那组试样的韧性值很一致。用DCS法和J积分方法对试样尺寸最小的两组试样进行估算的韧性值偏低。可以用平面应变塑性约束向平面应力下的非约束的放宽来解释这种现象。仿做并重新处理了弯曲试样其他一些工作结果。     

实际估算常规断裂试验试样的J积分值

对典型的断裂试验试样,即三点弯曲、中心缺口拉伸、裂纹拉伸和紧凑拉伸试样建议了计算 J 值的实际方法,在所建议的方法中,可从负载对裂纹咀张开位移记录曲线或仅从裂纹咀张开位移能计算 J 值,求得的 J 值与用 FEM(有限元法)、回路积分得到的 J 值进行了比较。     

薄试样J积分断裂判据的实验证明

最近的实验结果表明,J积分可作为弹——塑性平面应变断裂的有效参数。对薄试样或主要为平面应力断裂的试样不存在类似的结论。本研究的目的在于:用金属薄试样作试验研究J积分断裂判据的有效性,在能产生弹——塑性断裂的条件下试验几种合金和三种形状的试样,实验结果表明,每种合金存在一个可用来作为断裂判据的临界J值。     

用双引伸计测定和计算CTOD和J积分

本文介绍了用双引伸计测定和计算裂纹顶端张开位移CTOD和J积分的方法,对裂纹顶端张开位移CTOD(或δ)和转动因子γ,δ-J积分之间的关系,和裂纹扩展阻力曲线δ-△α及J-△α进行了讨论。根据双引伸计测量结果可以计算出整个加载过程中的裂纹顶端张开位移CTOD和J积分。该方法看来比DD19合理,在DD19中将γ取为常数(γ=1/3)。 试样几何尺寸相同时,β=τ/σ_γδ的值取决于材料。应用双引伸计的多试样可以做出δ-△α和J—△α的阻力曲线。     

MTS试验机单试样法测定J积分应用研究

对MTS810.23试验机开展单试样法测定J积分的应用研究,对J积分快速试验应用到生产检验提供了条件.试验表明,对于能够保证裂纹缓慢稳定扩展,弹塑性比较好的材料才更适于用J积分试验来获取材料的断裂韧度参数.     

双侧振法预制断裂韧性试样疲劳裂纹研究

金属材料平面应变断裂韧性K_(1c)这个韧性指标,对评价金属材料的韧性、改进材料的生产工艺制度、研制新的金属材料和安全设计等方面都有一定的指导作用。 测试金属材料的平面应变断裂韧性K_(1c)和延性断裂韧性J积分值时,所用试样都要预制符合试验标准要求的疲劳裂纹。对铝     

用P—V曲线测定J积分的研究

阐述了用P-V曲线测定J积分的方法,给出了修正系数的简便换算形式,并进行了试验验证和误差分析,从而得出这样两点结论:①采用J_R=J_e+λ(J_P)_V形式,运用修正系数λ,可以大大简化J积分试验的运算程序;②试验结果和误差分析表明,本文提出的方法是可行的。     

我国首先公布世界上第一个J积分标准试验方法

J积分值就是评价延性材料断裂韧性性能的重要参数。我国从70年代开始了J积分测试工作的研究,1978年底成立了由全国30个工厂、研究院、所、大专院校组成的“J_(iC)标准试验组”,开始了J积分标准的试验工作。试验分统一和单项两大类。统一试验:对屈服强度σ_y为40～120kg/mm~2的20种钢材、二种铝合金、一种钛合金进行了测试。这23种材料共获得了119组930个试验的数据。     

电渣重熔18MnMoNiCr钢的断裂韧性

18MnMoNiCr钢是一种低强度高韧性钢。在室温和低温下该钢的平面应变断裂韧性K_(IC)的测定,需用尺寸很大的试样,这是很不经济的。因此,一方面我们用小试样,并根据文献中的Δδ_P法测定了该钢的临界J积分值(J_(IC)),且由J_(IC)计算K_(IC)~J(K_(IC)的上角J表示此K_(IC)值是由J_(IC)值计算得到的);另一方面,在-50～-79℃温度范围内,用95mm厚度的标准紧凑拉伸试样直接测出该钢的     

用小试样测定材料断裂韧性参数J与COD

本文用夏比型小试样测定了 WCF 钢断裂韧性参数 J 与 COD,与标准试样结果对比,证实用小试样是有敬可行的。对影响小试样测试结果舶诸因素如侧槽形貌等进行了分析讨论。此外还采用实标方法对 COD 参数的计算及有效性进行了讨论,表明实验标定工作的重要性,给出按常规试验法可能产生的误差范围。     

Ti-6Al-4V合金J和K的研究

一、引言多年来国内外对断裂韧度 I_(1c)和 K_(1c)的换算一直采用如下的公式K_(1c)=(E)/(1-v~2)J_(1c) (1)然而,目前对 J_(1c)和 K_(1c)之间如何换算仍存在很大分岐。本文对在航空工业中广泛应用的一种 Ti-6Al-4V 合金,用40毫米厚的热轧板,采用三点弯曲试验法,在系统地研究了不同尺寸试件的 K_R 及 J_R 阻力曲线的特征,以及它们之间的相互关系以后,提出了条件 J积分 J_Q 的定义方法。由此换算得到的 K(J_Q)值能较好地符合于从大试样实测所得到的K_(1c)值。其误差不超过±4.0%。     

12CrNi4MoVNbA钢平面应变断裂韧性转变温度曲线

本工作用小试样J积分方法测得了12CrNi4MoVNbA,钢的静态和动态下的屈服强度和平面应变断裂韧性与温度的关系曲线。落锤试验的NDT和该钢断裂韧性温度转变曲线的分析表明,它与文献发表的A533B钢K_(IC)和K_(Id)温度转变曲线具有类似的规律性。而且,根据Rolfe和Novak所提出的上平台温度范围内C_v与K_(IC)之间的经验关系式,由该钢C_v值计算得到的K_(IC)值与实测的K_(IC)~J值相近。     

熔融织构YBCO超导体的取向性测定

用熔融织构生长法制备了J_c=23800A/cm~2(2T磁场下)的YBCO超导体。广角衍射仪测试出解理面即为a—b平面,试样具有极强的择优取向,其取向程度可用θ扫描绘制的摇摆曲线半高宽来表征。测量了几个试样的J_c值及同批试样的取向度数值,两组数据一一对应,摄取了试样的劳厄照片,进一步揭示了结构的强取向性和类单晶性质。     

J积分平面应变裂纹扩展阻力曲线的测定

本文根据纯幂硬化材料模型导出了J积分的塑性部分,又根据的假定,试图说明常用的Jp=2Up/B(W-a)计算式的理论根据和近似性。本文搜集了本实验室对四种材料所散的J积分阻力曲线,结果表明:(1)在相当大的试样尺寸变化范围内,阻力曲线近似为材料特性(2)某些材料的起裂韧性对成分,热处理和微观组织结构不敏感,而阻力曲线则不然(3)用阻力曲线预言大试样K_(IC)时,要区分两种类型材料,其K_(IC)分别相应阻力曲线最高点(饱和点)和起裂点。     

数字图像相关方法在A508-3钢J积分测试中的应用

J积分作为评定韧性金属材料结构安全性的基本数据在断裂力学实验中有着大量的应用,但目前对J积分测试中关键数据裂纹增量Δa的测量经常出现随实验力的增加,裂纹发生"负增长"的现象,且对加载过程中转动中心的定位存在偏差,导致修正公式不准确.为提升J积分测试准确性,应用数字图像相关方法对A508-3钢的紧凑拉伸试样在J积分测试实验过程中的全场变形情况进行分析,确定其加载过程中裂纹面转动中心的位置,并利用数字图像相关方法代替柔度法对裂纹增量Δa进行了测量,计算得到了A508-3钢的JR曲线.     

单试样试验法测高应变材料断裂能量(Jc)

据 Engineering Fracture MechanicsVo1.32,No.1,E155～161,1989报道最近,我们报道的使用载荷——位移曲线中起裂点的轧迹测定临界 J 积分值的方法。本文介绍单试样断裂试验方法。1.实验实验研究的材料是 Monsanto 化学公司制造的热塑性橡胶 Samoprene R201—73.纯剪切裂纹试样(W×Lo×t 为80×30×1.55mm)挤压成型,用剃刀片产生尖     

阻力曲线法测试断裂韧性J积分参数值的回归分析

用断裂阻力曲线法测得的材料断裂韧性J积分参数值能够完整地反应材料阻止裂纹扩展的特性。我国目前正在为制定《断裂韧性J_(1C)标准》做大量试验工作。在J_(1C)标准组制定的“统一试验方法”中规定用直观做图法绘制断裂阻力曲线。由于没有绘制阻力曲线的具体规定,因而给出同一组数据,不同人绘出不同的阻力曲线,得出不同的断裂韧性J积分参数值。这种因人而异的随意性,给准确测定材料的断裂韧性参数值带来困难。我们分析许多钢种的不同单位测试的     

拉伸速度对r值n值的影响

为查考拉伸速度对 r 值 n 值的影响,我们在 Instron 1251动/静万能材料试验机上以不同拉伸速度对武钢08Al 冷轧薄板进行了 r值 n 值测试。一、试验条件1)试样尺寸及几何形状符合 ASTME517—81A 类试样要求;试样厚度1mm,     

氢对套管钻井钢Ⅰ/Ⅲ复合型断裂韧性的影响

利用SEM、疲劳实验机等研究了氢对套管钻井钢Ⅰ/Ⅲ复合型断裂韧性的影响。结果表明:充氢均使得Ⅰ型J积分JⅠ和Ⅲ型J积分JⅢ之间比例系数减小,即随着Ⅲ型载荷分量的增加,JⅠ降低量相同,充氢试样JⅢ增加更少,从而导致总J积分JT降低更多。充氢使得3种组织套管钻井钢纯Ⅰ型断裂韧性显著降低;通过外延法推测出,氢也使得纯Ⅲ型断裂韧性降低,当裂纹倾角为45°时,氢使得回火马氏体钢的Ⅲ型断裂韧性降低最显著。对于不同组织钢来说,回火马氏体钢对氢最敏感,铁素体-贝氏体-马氏体钢次之,珠光体-铁素体钢抗氢影响能力最强。相比未充氢试样,预充氢试样断口台阶表面显著更平整,这与充氢试样导致套管钻井钢具有更低的断裂韧性是一致的。     

含内部微缺陷钢丝拉拔成型过程的有限元分析

通过对高碳盘条内部缺陷的假设,采用有限元法研究了高碳盘条拉拔过程中,工艺参数对裂纹扩展情况的影响.研究结果表明,针对1 860 MPa级PC钢绞线用热轧高碳盘条的拉拔生产,其最佳拉拔角约为8°.对于相同尺寸的裂纹,J积分值随着模具顶角的增大而增加;当模具顶角小于8°后,J积分值变化较小,趋于一定值;J积分值随着摩擦系数的增大而增大;芯部缺陷的临界尺寸为30～40μm.计算结果得到了试验结果的初步验证.