冷軋硅鋼板的多軸力學(xué)行為研究.pdf

1、在大部分板料的成形和使用當中，材料主要是在面內(nèi)雙向應(yīng)力狀態(tài)下受拉應(yīng)力作用沿不同的加載路徑進行的。因此，建立可實現(xiàn)不同加載路徑的板料雙向拉伸試驗方法，對于板料屈服強化行為、成形極限與斷裂韌性等方面的研究具有十分重要的意義。 本文采用小型雙軸拉伸試驗機、光學(xué)顯微鏡和X射線應(yīng)力分析儀對冷軋硅鋼板(50W800G和50W800)在不同加載路徑下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，裂紋尖端的屈服行為，裂紋擴展初期的變形形態(tài)進行了比較詳細地測量和評價。在試樣的

2、設(shè)計上，借助ANSYS有限元模擬軟件，建立了計算模型，對兩種硅鋼板在1∶1的加載條件下進行了有限元優(yōu)化設(shè)計，確定了十字形雙向拉伸試驗的試樣形式及幾何尺寸。 在論文的試驗和計算中，加載比例分別為1∶1、2∶1、3∶1。獲得了不同加載路徑下的雙向拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線，得出了不同加載路徑下應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化規(guī)律。根據(jù)不同加載路徑下預(yù)裂紋試樣的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系研究，論文總結(jié)了不同加載路徑下裂紋端部測試點應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化規(guī)律。 在含裂紋

3、試樣的試驗中配置光學(xué)顯微鏡，實現(xiàn)了加載過程中直接對裂紋尖端擴展初期變形形態(tài)的原位觀察，測得了裂紋尖端擴展初期的開口位移，提出了考慮裂尖耦合效應(yīng)的修正Dugdale模型。在多軸拉伸硅鋼板的斷裂韌性研究中，發(fā)現(xiàn)修正Dugdale模型與Dugdale模型在計算90°裂紋應(yīng)力強度因子時結(jié)果相差不大，計算45°裂紋應(yīng)力強度因子時結(jié)果相差較大，認為修正Dugdale模型在計算裂紋應(yīng)力強度因子時可以作為一種修正手段，更符合實際。 將小型雙軸拉

4、伸試驗機配置到X射線應(yīng)力儀上，通過非接觸的X射線法評價了硅鋼在不同加載路徑下的力學(xué)行為。發(fā)現(xiàn)拉伸過程中測試點的軸向應(yīng)力都是由拉伸前數(shù)值較小的拉壓應(yīng)力逐漸變?yōu)閿?shù)值較大的拉應(yīng)力，且雙軸拉伸載荷下，拉伸變形后的軸向應(yīng)力較單軸拉伸更大。與應(yīng)變片法相比，X射線法采用原位拉伸時點測量的測量方式，能消除硅鋼薄膜應(yīng)力梯度的影響帶來的測量誤差，測量結(jié)果真實可靠。二者在彈性階段的測量曲線基本重合，塑性階段的測量誤差在6～10﹪之間。 所有得到的結(jié)果