含裂紋Q345鋼的拉伸漸進損傷和斷裂行為研究.pdf

1、裂紋的擴展問題一直是斷裂力學中的一個難點和重點，探究裂紋擴展的原因和擴展的方式是一個熱門的課題。本文通過試驗和模擬的方法研究了含裂紋Q345鋼試件的裂紋擴展和斷裂機理，主要研究內(nèi)容和結論有:
　　1、對Q345鋼不同截面尺寸的平板試件和圓棒試件進行了單軸拉伸試驗研究發(fā)現(xiàn)不同的截面尺寸對材料的力學性能有一定的影響。隨著試件橫截面尺寸的增大，屈服應力、斷裂應變和延伸率也會增大，彈性模量基本不變。
　　2、采用預疲勞方法預制了疲勞

2、裂紋，試驗研究了含缺口平板試件和對含預制疲勞裂紋試件單軸拉伸性能進行了試驗研究，并與含缺口平板試件的拉伸行為進行了對比分析。試驗發(fā)現(xiàn)無論是經(jīng)過疲勞預制得到的裂紋試件還是用線切割工藝制作的的缺口試件，只要裂紋的位置和長度相同，那么兩類試件的裂紋擴展路徑、變形過程和斷口形貌基本相似。
　　3、通過對比各組含缺口試件和含預制裂紋試件的荷載-位移曲線，發(fā)現(xiàn)在裂紋長度相同，縱向間距不同的時候，縱向間距的大小對試件的斷裂位移影響較大，縱向間距

3、越大，試件的斷裂位移也就越大，但縱向間距對試件的屈服載荷和極限承載力影響較小。
　　4、采用常規(guī)拉伸試驗方法得到的名義拉伸應變并不能真實反映韌性材料復雜應力狀態(tài)下的斷裂應變。采用預疲勞法在Q345鋼三點彎試件上預制了裂紋，試驗確定了Q345鋼的斷裂韌性性能，計算了J積分值?；诓煌瑪嗔褢儗笨谄桨逶嚰睦煨袨檫M行了有限元模擬，采用三條不同的圍道曲線計算了J積分值。通過與J積分試驗值的比較，確定了Q345鋼的斷裂應變，為有限元

4、模擬奠定了重要基礎。
　　5、基于ABAQUS有限元分析平臺對含裂紋Q345鋼試件的拉伸行為進行了數(shù)值模擬，對比了不同的塑性和斷裂參數(shù)對模擬結果的影響。模擬結果表明，計算模型輸入的塑性參數(shù)不同時，其載荷位移曲線有一定差異，總體上模擬得到的曲線高于試驗曲線。
　　6、考慮裂紋前緣處應力場的不均勻性和多軸應力狀態(tài)，本文建議了適合于模擬含裂紋試件拉伸性能的材料參數(shù)修正方法。采用該修正方法對計算模型輸入的材料參數(shù)進行了調(diào)整，并采用了