GCr15轴承钢韧性断裂阈值研究

在金属韧性断裂的数值模拟中,韧性断裂准则阈值的选取对模拟结果的精度有非常大的影响.通过对GCr15棒材试样进行单向拉伸、压缩试验,得到材料应力应变曲线及最大断面收缩率.通过有限元计算获得了三种常用韧性断裂准则的材料断裂阈值,研究结果可供进行GCr15轴承钢断裂模拟研究时应用.     

韧性材料断裂形式与J准则存在的问题

受材料特性不同与应力状态形式不同的影响,韧性材料可发生准解理断裂、孔洞正拉断、孔洞剪断和无孔洞影响的剪断等多种断裂形式,不同的断裂形式,材料中危险点位置与宏观断裂面方向则不同,相应的细观断裂机理、宏观断裂条件也有区分.J-积分理论没有区分材料不同断裂形式,将其用于金属材料一些复合型断裂试验结果时有较大误差.利用细观力学对材料断裂机理的分析,结合几种金属材料在不同应力状态下的断裂试验结果,对J准则存在的基本问题进行讨论,并对材料不同断裂形式的主要影响因素进行分析.     

韧性断裂准则的试验与理论研究

对不同样式的45钢和6082铝合金试件进行了拉伸、压缩、剪切、扭转等材料试验，对工程中使用的11个韧性断裂准则进行对比研究，并利用专业塑性成形分析软件对试验过程进行二维和三维情形的数值模拟。指出目前使用的韧性断裂准则都不可能对材料在任意应力应变状态和变形累积的情况下给出一个固定阈值，并给出了基于等效应变和应力三轴度的韧性断裂准则修正公式，通过厚板普通冲裁和精密冲裁试验证明了结论的有效性。     

先进高强度双相钢车身板的韧性断裂准则分析

先进高强度钢在冲压成形过程中由于剪切和颈缩竞争导致出现独有的断裂现象,困扰着车身板的成形工艺设计,阻碍着双相钢零件的尺寸精度与成形质量的进一步提高。修正的摩尔库伦准则可以预测双相钢的韧性断裂,但其参数的确定需要较多的试验,本文中采用一个既方便工程应用又统一拉伸和剪切这两种现象的韧性断裂准则,并编写基于Hill'48各向异性屈服准则的Abaqus Vumat子程序,模拟DP780拉弯成形实验,通过比较这两种韧性断裂准则,发现该韧性断裂准则可以用于双相钢的冲压成形的断裂预测,误差满足工程要求。     

Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹断裂机理与断裂准则的研究

本文采用四点弯曲试件考察了常用韧性材料16MnR钢中Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的断裂机理。实验测定了裂纹扩展方向和裂纹尖端位移参量的启裂值；与此同时，采用有限元程序计算了试件中复合型裂纹尖端邻域的应力、应变场，分析了各种控制空洞成核的力学参量的几何分布曲线，结合实验研究和有限元分析表明，Ⅰ-Ⅱ复合型断裂存在两种不同的断裂机理，它们的发生取决于Ⅰ-Ⅱ复合型载荷比的大小，当Ⅱ型载荷分量小于一临界值时、断裂为张开型．裂纹扩展方向与本文的бm峰值线准则一致；而当Ⅱ型载荷分量大于此临界值时，断裂表现为不稳定的剪切型断裂。     

金属圆柱棒的高速剪切断裂数值模拟及实验研究

介绍利用弹塑性有限元模拟金属圆柱棒的剪切断裂过程,分析高速径向夹紧剪切时材料断裂过程、材料破坏准则的选取等关键技术。应用单元消除法分析剪切裂纹的扩展,得到剪切各个阶段的金属流动、应力、应变的分布情况,并在棒料高速剪切机上进行实验研究,实验结果与模拟结果一致,从而验证采用径向夹紧的高速剪切工艺可以极大地提高剪切下料的生产效率和剪切断面质量。     

光滑质点流体动力学方法中断裂准则的引入

基于Delaunay三角剖分及其对偶形式最近点意义下的Voronoi图,提出一种粒子产生和消除技术解决光滑质点流体动力学方法中的数值断裂问题。以此技术为基础,利用光滑质点流体动力学方法的"核函数归一化特性"对粒子携带的应力重新进行分配,进而引入断裂准则最终解决数值模拟中材料出现断裂破坏的理论依据问题。通过典型数值算例的模拟分析并与实验进行对比,结果表明,提出的粒子产生和消除技术对解决数值断裂问题是有效的;引入断裂准则使材料断裂破坏受到理论的约束与指导;与加入断裂准则前相比,程序计算结果在靶板变形区直径、深度和弹丸剩余速度三个重要指标上与实验结果具有更好的一致性。     

韧性材料的几种断裂形式及判据讨论

考察几种韧性材料的复合型断裂试验过程，用传统强度理论思想认定启裂位置与启裂方向，通过对不同物理机制的断裂形式变化规律的研究，判定韧性材料的主要断裂形式有三类，以空穴成核、扩张、聚合为主导机制的正拉断，和以局部剪切带形成、发展为主导机制的两种不同类型的剪切断裂。局部大塑性变形的出现在材料内引起损伤，空穴的聚合或局部剪切带的出现仅发生在载荷达到某一临界值时。导致材料断裂发生的根本因素，是危险点上某应力参数达到了材料的断裂临界值，以此对不同断裂形式的断裂判据进行讨论，提出新的韧性断裂判据。     

金属棒料剪切的数值模拟分析

金属剪切是一种复杂的弹塑性大变形过程,且存在多重非线性.文中选用最强大的非线性分析软件ABAQUS,以Johnson-cook作为材料的本构模型和断裂准则,并采用ALE自适应网格划分方法对金属棒料剪切断裂过程进行数值模拟.得出了剪切过程中应力应变分布及发展趋势,裂纹的生成、扩展,棒料的断裂过程和剪切力的大小、变化规律曲线.通过理论方法推导出剪切力计算公式,将最大剪切力与计算机模拟结果进行比较,验证了模拟结果是正确的.从而说明可以用数值模拟指导实际生产,为剪切机的优化设计、刀具材料形状的选择提供方法.     

GCr15水泵轴连轴承心轴断裂原因分析

采用宏观观察、金相组织分析、硬度检测及断口SEM检测分析等手段对汽车水泵轴连轴承心轴的断裂原因进行了分析。结果表明,轴承心轴沟道表面存在的机械凹痕缺陷是导致该心轴断裂的主要原因。     

高速冲裁过程中的韧性断裂和断面质量研究进展

总结和评述了冲裁过程中均匀塑性流动形成光洁表面以及空穴长大引起断面撕裂的现象,从材料细观损伤角度阐明了高速冲裁韧性断裂机理及材料断裂参数的确定方法;综述了工艺参数对冲裁断面质量的影响规律、冲裁过程中的热效应以及冲裁断面的微观组织变化等的研究现状;最后对高速冲裁过程中的韧性断裂和断面质量的研究趋势进行了展望。     

钢板综合下料问题的研究

通过运用运筹学中线性规划的方法，对钢板下料问题综合分析，建立数学模型，进行优化，求最优解，以最大限度地合理利用材料，降低产品成本，提高经济效益。     

镁合金板材温热成形韧性破裂准则

针对镁合金板材温热成形数值模拟过程中无法精确判断材料损伤破裂失稳的技术难题,建立考虑温度效应的镁合金板材温热成形韧性破裂准则;基于单向拉伸试验和温热成形极限试验,采用试验和数值模拟相结合的研究方法,确定镁合金板材温热成形韧性破裂准则中的材料参数;以建立的考虑温度效应的镁合金板材韧性破裂准则作为判断破裂的标准,对AZ31镁合金板材的温热成形极限进行预测,并且通过温热拉延试验进行试验验证。研究结果表明,考虑温度效应的镁合金板材韧性破裂准则适合镁合金温热成形数值模拟,应用建立的韧性破裂准则成功的预测板材温热破裂方式,揭示板材温热成形韧性破裂机理,预测结果与试验结果体现较好的一致性。     

基于韧性断裂准则用有限元方法预测镍涂层薄钢板的成形极限

首先通过拉伸试验,得到了镍涂层薄钢板和低碳钢薄板的材料参数,然后利用有限元软件Abaqus/Explicit对镍涂层薄钢板的冲压成形过程进行了有限元模拟,得到了涂层和基体在冲压变形过程中的应力、应变以及断裂的初始位置及厚度分布,并通过Oyane韧性断裂准则预测了镍涂层薄钢板的成形极限;并将韧性断裂准则的理论计算、试验结果与有限元计算结果进行对比。结果表明:Oyane韧性断裂准则能够较好地预测镍涂层薄板的成形极限和失效的初始位置,预测值与试验值相差较小。     

锡磷青铜QSn6.5-0.1冲裁断裂系数的求取

在冲裁断裂的数值模拟中,只有先确定了材料的断裂系数才能确定工件裂纹的产生和发展的状态.本文在选定断裂准则后采用刚塑性有限元法,根据实验的结果与数值模拟相结合来求断裂系数.并通过实验证明,求得的断裂系数可信.     

叠层金属薄板材料的冲裁特性研究

在冲裁分离过程中,单层与叠层金属板材存在很大的差异。通过对比2者的不同特点,选取并分析微元体的应力应变状态,发现在叠层冲裁过程中,变形区内中间层的材料处在3向压应力状态,表现出很强的可塑性。分析冲裁中各因素对应力状态的影响发现,合理地减小凸模与凹模的间隙可以提高变形区的静水压,抑制裂纹的产生,使冲裁过程控制在塑剪变形阶段。以叠层母线冲孔为例来验证理论分析,试验结果与分析一致,叠层冲裁比同厚度单层冲裁所要求的模具间隙更小,其值取在普通冲裁间隙经验公式的基础上乘以0．4左右的修正系数为宜。     

膜片精密冲裁工艺研究

膜片是航空传动系统的关键部件,其功能为传递转矩和弹性减振,具有无噪声和不需润滑的优点。本文重点论述了膜片的工艺性以及技术难点,通过对比分析2种典型的工艺方案,制定出了合理可行的工艺路线。在膜片试制后,通过验证膜片的实际加工效果,改进模具的设计结构和加工方案,总结精密冲裁模具的设计和膜片的加工经验,使精密冲裁工艺在膜片上成功运用,进而实现了提高生产效率和降低成本的目的。     

输气管道延性断裂的止裂结构及韧性确定方法

介绍输气管道止裂方法和构件，讨论分析了输气管道止裂韧性的确定方法及各自的优缺点，并重点评析裂纹尖端张开角的预测模型；全面列举止裂所需最低夏比冲击功计算公式及近年来这方面取得的成果，并指出今后的发展趋势和研究方向，为管道设计和安全维护提供一些参考。