用于獲取金屬材料延性斷裂韌性的非標(biāo)準(zhǔn)試樣測(cè)試方法研究.pdf

1、隨著航空、核電、高鐵、石油工程的發(fā)展，與工程安全密切相關(guān)的新型材料斷裂疲勞性能及其獲取方法研究受到了廣泛重視，在獲取材料斷裂韌性的測(cè)試方法中，柔度法和載荷分離法已被國(guó)內(nèi)外斷裂測(cè)試規(guī)范列入推薦。鑒于現(xiàn)行規(guī)范中應(yīng)用彎曲試樣獲取斷裂韌性尚存在問(wèn)題和欠缺，本文主要完成了如下工作:
　　 (1)基于有限元精細(xì)分析提出了一套應(yīng)用于直通型緊湊拉伸試樣(front-facecompacttension，F(xiàn)FCT)和三點(diǎn)彎曲試樣（front-fa

2、cesingleedgedbending，F(xiàn)FSEB）加載線位移VLL與裂紋嘴張開(kāi)位移V0之間的COD換算公式，新公式可用于非標(biāo)準(zhǔn)試樣J積分塑性分量的計(jì)算，是金屬延性材料斷裂韌性國(guó)家測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（草案）最新推薦的方法要點(diǎn)。
　　 (2)鑒于ASTM斷裂韌性測(cè)試規(guī)范中推薦的載荷分離方法尚不能適用于FFCT和FFSEB試樣且基礎(chǔ)理論存在量綱不對(duì)等問(wèn)題，本文提出了一套新的無(wú)量綱載荷分離表達(dá)式和相關(guān)公式，根據(jù)修正的載荷分離理論完善了用于FF

3、CT和FFSEB試樣的材料斷裂韌性測(cè)試的載荷分離方法，基于FFCT試樣實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子材料1Cr12Mo、30Cr2Ni4MoV以及P91管材10Cr9Mo1VnBn三種材料的斷裂韌性測(cè)試和JR阻力曲線測(cè)定；基于1/2TFFCT試樣實(shí)現(xiàn)了A508-Ⅲ鋼的斷裂韌性測(cè)試;基于FFSEB試樣實(shí)現(xiàn)了P91管材10Cr9Mo1VnBn的斷裂韌性測(cè)試和JR阻力曲線測(cè)定。
　　 (3)針對(duì)用于管道材料斷裂韌性評(píng)定、具有低約束特性的單邊裂紋

4、拉伸(SingleEdgedTension，SET)試樣，建立了J積分的增量塑性功算式和塑性因子算式，提出了面向SET試樣的無(wú)量綱載荷分離法，并應(yīng)用新方法完成了汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子材料30Cr2Ni4MoV、電站用P92管道鋼以及5083-H112鋁合金SET試樣斷裂韌性值和J阻力曲線測(cè)定。
　　 (4)基于有限元計(jì)算獲得到了銷釘式和夾持式SET試樣的柔度計(jì)算公式。為了適應(yīng)不同載荷形式和約束水平下SET柔度測(cè)試要求，對(duì)具有偏心為0.2