添加稀土元素的鎢基合金沖擊韌性缺口敏感性研究.pdf

1、高密度鎢合金具有許多的優(yōu)良特性，其不論在軍事工業(yè)還是民用工業(yè)中都有廣泛的應用。實際的鎢合金材料，在制備、運輸、加工過程中會存在缺口?！叭笨谛睍Σ牧狭W性能產(chǎn)生很多的影響。
　　本論文首先選取了兩組鎢合金試樣：一組為不帶缺口的試樣，另一組為標準V型缺口試樣。在沖擊試驗機上分別對這兩組試樣進行沖擊試驗，對試驗機上數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計之后，進行相應計算得到兩組試樣的沖擊韌性值。之后，利用有限元分析軟件ANSYS/ls-dyna對這兩組

2、試樣的沖擊過程進行模擬，通過比對實驗結果與模擬結果，驗證了模擬方法的正確性與可行性。利用軟件的后處理功能，查看并分析了鎢合金試樣沖擊過程中相應物理量的變化情況。最后，設計了共計11種缺口高度的試樣，并利用有限元軟件模擬了其沖擊過程。通過對模擬結果中韌性值的分析，得到鎢合金沖擊韌性之間缺口大致變化情況，即鎢合金沖擊韌性缺口敏感性。本文中所得具體的結論如下：
　　通過試驗發(fā)現(xiàn)：不帶缺口的鎢合金試樣相較于標準V型缺口鎢合金試樣，具有較大

3、的沖擊韌性。其中不帶缺口的鎢合金試樣的沖擊韌性為164J/cm2，而標準V型缺口鎢合金試樣的沖擊韌性為117J/cm2，兩者相差47J/cm2。不帶缺口的試樣，模擬所得的沖擊韌性值為為158J/cm2，與實驗值相差4％；標準V型缺口試樣沖擊韌性的模擬值為108J/cm2，與實驗值相差7%。實驗值與模擬值相差較小，故認為利用ANSYS/ls-dyna對鎢合金沖擊過程模擬具有較好的精度和可行性。
　　利用ANSYS/ls-dyna的后

4、處理功能分別對即將斷裂時刻兩組鎢合金的應變、應力、應變率等進行了觀察，發(fā)現(xiàn)：相較于不帶缺口的鎢合金試樣，標準V型試樣達到即將破壞時刻所經(jīng)歷的時間較短：在缺口處具有較大的應變率、較小的應力集中區(qū)域。這兩方面綜合作用決定了帶缺口的試樣具有較小的沖擊韌性。
　　利用ANSYS/ls-dyna模擬了缺口高度在0～2mm之間共11組試樣的沖擊過程。通過模擬結果發(fā)現(xiàn)：鎢合金的沖擊韌性隨缺口高度的變化較為明顯，即鎢合金具有較大的缺口敏感性；帶缺