拉伸、沖擊和COD試件加載過程的模擬及臨界參數(shù)確定.pdf

1、本文對三種微觀組織(細晶細碳化物FF、細晶粗碳化物FC、粗晶粗碳化物CC)的16MnR鋼預裂紋試樣和缺口試樣在韌脆轉變下平臺溫度區(qū)間(-60℃～100℃)的解理斷裂機制，以及對NiCrMoV系低碳貝氏體高強鋼MAG焊得到的DM4-1、DM4-5兩種焊接接頭在不同溫度(室溫RT、-50℃、-110℃、-196℃)下的拉伸性能以及母材和三種焊接接頭在-196℃的沖擊性能進行了研究。
　　 通過應用大型有限元商業(yè)軟件ABAQUS建立三

2、點彎曲COD預裂紋模型、夏比V型缺口模型以及焊接接頭圓棒拉伸模型，模擬不同階段的應力應變場分布，通過實驗參數(shù)計算的COD值和解理起裂位置Xf值結合有限元計算的相應的應力應變分布曲線，測得16MnR鋼三種不同組織結構材料的各試樣在不同溫度下發(fā)生解理斷裂時的起裂點處的細觀斷裂應力σf，起裂點處的應變εpc以及臨界三向應力度TC的值。同時對低碳貝氏體高強鋼焊接接頭的不同溫度拉伸曲線加入G-T-N損傷模型進行模擬并提取斷裂時圓棒試樣橫截面沿半徑

3、方向的主應力σyy、三向應力度T和等效塑性應變εp的值進行比較，在此基礎上計算低碳貝氏體高強鋼不同焊接接頭低溫(-196℃)下解理斷裂臨界應力。通過上述工作得出以下主要結論：(1)XFEM可以很好的模擬脆性裂紋擴展，并不依賴于網格，但對于塑性裂紋擴展還不夠完善，還需用DEBOND準則，建立主面從面，通過設定開裂語句實現(xiàn)塑性裂紋擴展。(2)對于預裂紋試樣，碳化物尺寸對預裂紋三點彎曲實驗的韌脆轉變溫度和斷裂韌性值的影響比較大，而晶粒尺寸對預

4、裂紋三點彎曲實驗的韌脆轉變溫度和斷裂韌性值的影響比較小。(3)對于缺口試樣在同樣碳化物尺寸時，晶粒細小的細晶粗碳化物FC沖擊韌性高于粗晶粗碳化物CC沖擊韌性，因此對缺口試樣來說晶粒尺寸對其韌脆轉變溫度和斷裂韌性的影響較大。(4)得到了NiCrMoV系低碳貝氏體高強鋼DM4-1和DM4-5各試樣焊縫的材料屬性以及G-T-N損傷參數(shù)。(5)研究母材及三種焊接接頭-196℃的沖擊性能，得到解理斷裂應力σf的大小順序為：MC>T100>DM4-