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。     

毛刺形成中的韧性断裂条件及影响

在不同的切削条件下工件的棱边会形成毛刺与亏缺两种不同的形态。亏缺的形成同样影响着工件的精度与使用性能。基于Normalized CockroftLatham断裂准则建立了毛刺与亏缺形成的有限元热-力耦合模型,通过模拟结果分析,得出毛刺的形成主要由工件终端部材料的大塑性变形而产生,亏缺的形成主要由工件已加工面材料的大塑性变形造成的韧性断裂产生。并通过不同的切削条件模拟,得出了形成亏缺的界限条件。切削实验结果表明:模拟结果中的界限条件与实验结果接近。毛刺、亏缺形成有限元模型的建立为进一步深入研究其形成机理提供了一条有效的途径,其模拟结果为工件棱边质量的控制提供参考。     

基于Oyane韧性断裂准则的凹陷管道损伤程度研究

管道凹陷的深度对于X60管线钢安全性有不同程度的影响,采用Oyane韧性断裂准则与数值模拟相结合的方法对凹陷管道损伤程度进行研究。通过有限元软件建立了三维球形凹陷缺陷管道模型并求解模型,探讨了管道内压以及压头尺寸对凹陷深度与油气管道损伤程度之间关系的影响规律。研究结果表明:管道凹陷深度在一定的范围内,内压对管道抵抗韧性破裂是有利的。当凹陷深度超过100 mm时,内压会使管道损伤程度明显增大。在壁厚与管径比值、管道内压不变的情况下,压头尺寸越小损伤程度随凹陷深度增加越严重。而在一定条件下,当管道凹陷深度超过标准规定的7%管径时,管道损伤程度仍然满足积分值I<1。基于凹陷深度评价标准存在局限性,所以Oyane韧性断裂准则可应用于工程上管道凹陷的评价。     

基于韧性断裂的汽车用铝合金板滚压包边成形开裂预测

通过对比铝合金平面直线翻边试验及基于集中性失稳模型得到的极限应变和开裂断口,研究了汽车用铝合金滚压包边的失效机理;基于韧性断裂、塑性增量法则和混合强化准则,理论推导得到了弯曲成形极限图,并通过试验对成形极限应力图进行了验证;最后,通过数值解析的方法,研究了韧性断裂准则在滚边成形中的适用范围。结果表明:基于韧性断裂准则的成形极限图,可以用来预测铝合金滚压包边过程中产生的开裂;包边变形过程中弯曲强化效应无法忽略,适用于拉弯成形极限预测的集中性失稳理论将无法应用于滚压包边成形。     

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.     

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。     

GCr15轴承钢剪切分析韧性断裂准则的适用性研究

运用DEFORM有限元软件,采用试验与有限元模拟相结合的方法,对DEFORM内嵌的几个断裂准则在GCr15轴承钢板料剪切成形中的适用性进行了研究分析,发现所研究的8个准则均不能直接用于准确预测GCr15轴承钢板料剪切断面的光亮带高度。为此,提出了一种修正阀值、分段拟合的模拟方法,使所研究的断裂准则在阀值修正之后能够较为准确地预测GCr15剪切断面光亮带的实际高度。     

1.5Ni钢及其焊接接头低温韧性和断裂性能的试验研究

本文采用Cv、NDT、COD等试验方法,对我国首次按国外先进标准研制的—40～—80℃低温压力容器用1.5%Ni钢及其焊接接头进行了较系统的试验研究,结果表明:国产1.5%Ni钢达到了国外标准的要求,具有较好的低温韧性和断裂性能。经进一步完善和应用研究后,可作为我国—40～—80℃低温容器的骨干钢种。     

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。     

相场方法原理及在微观组织模拟中的应用

介绍了相场方法的两种基本原理,阐述了相场方法在金属凝固过程微观组织形成模拟中的应用情况。指出了相场方法非常适合于微观组织三维模拟,用其他方法则存在较大难度。以后进一步研究的重点方向是更优的数值算法、更精确的数值模型、三维定量模拟以及实用化研究。     

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。     

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。     

超声加工韧性材料的材料去除率模型

超声加工是现代超声技术的重要组成部分,在不同类型材料的加工领域都有着广泛的应用.由于在超声加工中脆性材料和韧性材料的材料去除机理完全不同,因此有必要建立韧性材料的材料去除率的数学模型.本文基于接触力学的理论建立了一个新的超声加工韧性材料的材料去除率模型.通过与引用的实验结果进行比较,发现该模型的理论预测值与实验结果十分...     

某电厂阀杆断裂原因分析

某电厂调节阀杆在运行中发生断裂,断裂位置在排气孔处。断口分析表明,阀杆的断裂性质是过载导致的延性断裂,材质理化检验结果表明阀杆的强度和硬度都低于技术条件要求,材质的纯净度不高,阀杆的结构设计以及机械加工上的缺陷是阀杆断裂的最主要原因。     

中心圆孔薄板试样局部损伤破坏试验与数值分析

对含圆孔的16MnNb矩形薄板试样进行拉伸破坏试验,用扫描电镜分析了断口形貌和断口破坏方式;采用含孔洞材料本构模型,结合有限元数值方法对试样的细观孔洞演化过程和材料微观破坏过程进行了数值模拟分析。结果表明：材料中由于形成的微孔洞在圆孔周围最小横截面上和拉伸后形成的剪切带区域较大,所以微孔洞长大速度最快位置在圆孔周围局部颈缩区域,最后试样在该处起裂,并沿着最小横截面扩展,在裂纹前缘形成两条明显的剪切带,剪切带上试样发生颈缩。计算结果与试验结果相当吻合。     

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.     

某电厂高旁主阀密封圈螺栓断裂原因分析

对某电厂高旁主阀密封圈螺栓进行了宏观和断口分析、光谱、硬度和金相组织等检测及断裂原因分析工作,结果表明：由于螺栓材质不良、硬度不合格,在装配过程中螺栓的预紧力矩过大或者运行过程中螺栓过载,发生韧性断裂.     

变温冲击下PBT的韧性和断口特征形貌研究

在系统观察分析了不同冲击温度下PBT的断口形貌的基础上,根据材料聚集态结构和断口形貌的对应关系,分4个温度区域研究了PBT的聚集态结构、韧性和断口形貌的规律和相互关系。