Q500钢焊接接头断裂韧性K_C的表达式

基于断裂力学理论,针对Q500钢焊接接头评价,以更简便的计算Q500钢焊接接头KC值和防断分析为目标,考虑冶金质量和板厚影响的系列温度夏比冲击试验结果,结合深缺口宽板拉伸试验结果,得出了Q500钢焊接接头断裂韧性KC的表达式。     

桥梁高性能钢HPS485W断裂韧性试验研究

为了研究桥梁高性能钢的断裂韧性,对中国舞阳钢厂生产的高性能钢HPS 485W进行了一系列的断裂韧性试验研究。通过夏比V形缺口冲击试验得到HPS 485W在不同温度下的冲击韧性,并应用Boltzmann函数求解韧脆转变温度曲线,试验结果表明：与传统桥梁用钢相比,HPS 485W冲击韧性更高且韧-脆转变温度更低。由HPS 485W延性断裂韧度(J_IC)试验,测得板厚18mm和28mm的HPS 485W试样的J积分值,试验结果表明HPS 485W具有优良的断裂韧性。对8mm和14mm的HPS 485W进行裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,试验结果表明HPS 485W有良好的塑性和韧性。基于HPS 485W拉伸试验获得的应力-应变曲线结果,运用失效评定曲线方法对CTOD试验值进行评定,HPS 485W的母材断裂韧性(CTOD)落在评定曲线的合格范围内。该文的研究为高性能钢桥的安全评定和防断裂设计提供了试验依据。     

基于梯度温度型双重拉伸试验的低合金钢板止裂温度估算式

在运用能量守恒原理分析止裂过程的基础上,通过统计52组低合金钢板试验数据,分析了梯度温度型双重拉伸试验测定的止裂温度和应力、板厚、表面-40℃冲击韧性的相关性规律,建立了止裂温度估算式:Tk=-66.1+0.011 8·σ·t2KV2。     

集装箱船用高强度厚钢板止裂韧性指标值的初步实验验证

针对大型集装箱船用85 mm和90 mm高强度EH40和EH47厚钢板,结合最大设计应力和不同止裂韧性值对应的温度,开展了等温型双重拉伸试验,以验证止裂韧性技术指标值(板厚80 mm时-10℃下止裂韧性Kca≥8 000 N/mm~(3/2))的有效性。结果表明,对于试验用高强度厚钢板,在-10℃、K_(ca)=8 000 N/mm~(3/2)条件下,钢板能够止裂,技术指标值有效。     

车轮钢动态断裂韧性研究

测试了R7车轮辐板的动态断裂韧性。结果表明,在温度较高条件下,动态断裂韧性K1d和总冲击能量Wt随温度的降低并未呈现相同的变化趋势;当试验温度降至约-20℃时,K1d和Wt呈现同步的趋势,此时,断裂以脆性断裂为主。该温度以下的总冲击能量可以用作评价R7车轮辐板动态断裂韧性优劣的主要技术参数。     

铝镁合金平面应力断裂韧性测试研究

为测试铝镁合金平面应力的断裂韧性,根据HB 5261-1983《金属板村KR曲线试验方法》要求,在MTS-810试验机上,对铝镁合金中心裂纹拉伸试样(CCT)进行裂纹扩展阻力曲线KR与平面应力断裂韧性KC的测试;分析屈曲、裂纹长度的修正以及KR曲线有效数据点等因素的影响.测试结果表明:铝镁合金材料的平面应力断裂韧性KC较平面应变断裂韧性KIC高40％.     

Q420qE桥梁钢深缺口断裂强度特性试验研究

开展了20 mm厚Q420qE钢-80℃～+20℃下的深缺口宽板拉伸试验和标准光滑试样拉伸试验,试验结果表明:随温度的降低,光滑试样的断裂强度R_f逐步增大,断裂应变e_f基本不变,而深缺口试样的断裂强度R_n则出现明显的下降。为表征R_n与R_f、e_f及温度的相关性,提出了引入温度项的修正Neuber公式,修正后的公式计算得到的R_n值与实测值的偏差在±5%以内,这一结果表明,对于深缺口宽板拉伸试验,温度的降低可能会增大缺口引起的应力应变集中效应。     

基于断裂韧性预报复合材料层合板的开孔拉伸强度

开孔层合板的强度预报往往取决于孔边的临界长度,它不仅与材料性能,而且与铺层、孔径都有关。本文基于线弹性断裂力学,提出了一种预报对称铺层层合板开孔拉伸强度的新方法,只需提供正交层合板的断裂韧性和无缺口层合板的拉伸强度,显著降低对实验数据的依赖性。首先,将临界长度表作为层合板断裂韧性和无缺口拉伸强度的函数,再通过正交层合板[90/0]_8s的紧凑拉伸试验和虚拟裂纹闭合技术,确定出0°层断裂韧性,进而计算得到任意对称铺层层合板的断裂韧性。本文测试了T300/7901层合板[0/±45/90]_2s和[0/±30/±60/90]_s的开孔拉伸强度,孔径分别为3 mm、6 mm和9 mm。理论预报结果与试验值吻合较好,最大误差为15.2%,满足工程应用需求。      

铝蜂窝结构的冲击动力学性能的试验及数值研究

通过分析蜂窝胞元中取出的Y型单元,推导了正六边形蜂窝胞元的相对密度计算公式,并分析了蜂窝的典型动态压溃过程;通过自制刀具切割蜂窝板得到了外径为西Φ100的三种规格(0.06 mm(胞元壁厚t)×4 mm(胞元边长l)×60 mm(试件高h)、0.06 mm(t)×6 mm(l)×30 mm(h)和0.06 mm(t)×10 mm(l)×50 mm(h))的蜂窝试件,并在标准冲击试验机上得到了它们在5m/s名义初始压溃速度下的应力-应变曲线;在保证与试验条件相同的前提下,简化蜂窝单元为Y型单元,辅以适当的边界条件,通过数值方法研究了此三种蜂窝试件的动态压溃过程,并将得到的应力-应变曲线与试验得到的应力-应变曲线作了比较,发现它们吻合的很好;最后将理论得到的弹性坍塌应力和塑性坍塌应力与相应的试验值和仿真值进行了对比,发现塑性坍塌应力的仿真值和试验值比较接近,而理论值则小于它们.最后结合蜂窝片标准冲击试验结果设计出可用于着陆缓冲装置着陆缓冲的蜂窝减振器,试验结果表明缓冲后加速度的试验值和设计值吻合的较好.     

高强度海工钢断裂行为与板厚相关性分析

采用裂纹尖端张开位移(CTOD)试验对177.8mm厚的A517GrQ高强度齿条钢开展了沿厚度方向不同取样位置、不同试样厚度条件下的断裂韧性分析.结果表明:钢板沿厚度方向不同位置的断裂行为差异明显,同一温度下的CTOD特征值从表面至中心位置逐渐降低;随着试样厚度的增加,钢板的CTOD特征值先增加而后缓慢下降,其相关性满足关系式:δm=0.095t0.5e-0.009t1.17+0.65(1-e-0009t1.17).     

The Transfer of Matrix Toughness to Composite Mode I Interlaminar Fracture Toughness in Glass-Fibre/vinyl Ester Composites

The transfer of matrix toughness to composite mode I interlaminar fracture toughness (G _Ic ) has been investigated in unidirectional glass-fibre reinforced composites with brittle and rubber-toughened vinyl ester matrices. Single-edge-notch bend (SENB) and double cantilever beam (DCB) specimens were used for matrix and composite G _Ic characteristion, respectively. The initial crack opening displacement rate was used as the parameter for comparison of G _Ic results. Matrix G _Ic was completely transferred to composite G _Ic for crack initiation (G _Ic-init) in the brittle-matrix composites, but in the toughened composites transfer was only partial due to the presence of fibres. The conclusion is that the maximum contribution to energy absorption by the matrix is more accurately reflected by G _Ic-init, and should be used for further assessment of the enhancing effect of fibre bridging during steady-state crack propagation, instead of matrix G _Ic . A plot of composite G _Ic for steady-state crack propagation, G _Ic-prop versus G _Ic-init indicates that the enhancing effect of fibre bridging is greater in the toughened composites. This enhancement is related to a larger deformation zone size in the toughened matrices.     

平面应变断裂韧性KIC的研究

综述了平面应变断裂韧性KIC的影响因素及提高断裂韧性的一般措施，并对断裂韧性KIC今后的研究方向进行了论述。     

Toughness evaluation of hard coatings and thin films

Enormous progress has been achieved over the past decade in evaluating the toughness of hard coatings and thin films. This paper reviews methodologies developed based on indentation, bending, and microtensile testing. In addition, we discuss a recent development in fracture toughness measurement which involves the application of macrotension to a substrate in order to induce microtension in a patterned thin film.     

10MnNiCrMoV钢低温冲击韧性的研究

10MnNiCrMoV是新一代造船材料,本文通过对该钢种的低温冲击韧性进行系统研究发现,10MnNiCrMoV钢具有良好的抗脆性破坏能力,可作为无限海区的舰船船体材料。确定了冲击能VET与能量转变温度VTrE和试验温度的关系模型VET/VEo=9+95/{1+exp[-0.05×(T-VTrE-2.5)]},通过该模型可确定舰船在不同的最低使用温度下,10MnNiCrMoV钢的-40℃最低冲击功。     

Al-Cu-Cr非稳定准晶及其类似相的断裂韧性

用雾化法制得的Al65 Cu20 Cr15准晶粉末与纯铝热压合成复合材料,在热压和热处理状态下复合材料中的颗粒为尺寸在35-160μm范围的Al-Cu-Cr二十面体准晶和十次准晶及其类似相.采用维氏压痕实验技术测试估算了Al-Cu-Cr准晶颗粒的断裂韧性.结果表明,热压状态下的Al-Cu-Cr二十面体准晶材料的断裂韧性约为0.82MPa·m1/2,经退火处理后得到的Al-Cu-Cr十次准晶及其类似相材料的断裂韧性约为1.07MPa·m1/2,与Al-Cu-Cr二十面体准晶材料相比有所提高.在退火和淬火两种状态下Al-Cu-Cr十次准晶及其类似相材料的断裂韧性无明显变化.     

钢轨铝热焊接头韧性研究

本文对钢轨铝热焊焊接接头各部位的韧性进行了试验研究。试骏确定接头低韧性区为焊缝和近缝区,该部位的冲击韧性值约为49.035KJ/m~2左右。作者在分析其薄弱原因的基础上对改善焊接接头的韧性的途径进行探讨,并指出小试样试验中采用900℃保温20分钟空冷热处理,可使接头各部位的冲击值均达到98.070KJ/m~2以上,热处理过程中影响焊缝金属韧性的主要因素为化学成份均匀化,而影响热影响区韧性的主要因素为晶粒大小。     

On the Effect of Hydrogen on the Fracture Toughness of Steel

A model is developed to quantify the effect of hydrogen on the critical stress intensity factor or fracture toughness of steels. The stress-assisted hydrogen diffusion model proposed by Liu (1970) is assumed and combined with the elastic stress field around the crack tip for quantifying the hydrogen concentration at the crack tip. Introducing a fracture criterion as the critical hydrogen concentration at a critical distance ahead of the crack tip, this model is successfully applied to the interpretation of hydrogen embrittlement behavior in a piping material. Experimental data at constant temperature were used to validate the model. With further development, the model has the potential to predict fracture toughness values at temperatures other than the test temperature.     

高韧性药芯焊丝焊缝金属的显微组织

测试了高韧性药芯焊丝焊缝金属在－２０℃时的ＣＴＯＤ阻力曲线,用扫描电镜和透射电镜分析了焊缝金属的显微组织,测定了焊缝金属中非金属夹杂物尺寸大小。结果表明,焊缝金属含有约９０％的针状铁素体时,在－２０℃时的断裂韧性特征值δ０．２可达０．１５１ｍｍ。     

高韧性聚乙烯合金的制备与性能

采用氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、二元乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)及乙烯-辛烯共聚物(POE),分别与高密度聚乙烯(HDPE)以不同比例在双螺杆挤出机中熔融共混,制备高韧性聚乙烯合金。冲击测试表明,在四种共混物中,HDPE/POE具有较佳的力学性能;Vu-Khanh方程表明,Gi与冲击性能有很好的对应关系;扫描电镜表明,弹性体在HDPE中有很好的分散,橡胶粒径较小,分散均匀;形变区观察显示,纯HDPE为脆性断裂,而HDPE/弹性体断裂表面发生塑性形变,发生剪切屈服,呈明显的韧性断裂。     

止裂韧性K_(ca)的测试结果不唯一性证明

针对国际船级社规范UR S33《Requirements for use of extremely thick steel plates》中规定的止裂韧性Kca的测试要求,基于包含温度场参量的计算式证明了止裂韧性Kca测试结果存在不唯一性。