基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的2A12-T4鋁合金動態(tài)斷裂韌性研究.pdf

1、金屬材料以其優(yōu)越的性能被廣泛的應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域，對金屬材料斷裂韌性的研究是保證其在復(fù)雜工況下安全服役的前提。本文采用基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和數(shù)值仿真對2A12-T4鋁合金的準(zhǔn)靜態(tài)及動態(tài)斷裂韌性進(jìn)行了研究。通過對比數(shù)字圖像相關(guān)方法與國標(biāo)及應(yīng)變片法的計(jì)算結(jié)果，表明了數(shù)字圖像相關(guān)方法在準(zhǔn)靜態(tài)及動態(tài)斷裂韌性測試中的準(zhǔn)確性。此外，本文對裂紋形式、裂紋長度對2A12-T4鋁合金動態(tài)斷裂韌性的影響進(jìn)行了研究，并用J積分理論對裂紋的起裂擴(kuò)展機(jī)

2、理進(jìn)行了分析。詳述如下：
　　對準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)J積分的計(jì)算公式進(jìn)行分解，結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)方法所得數(shù)據(jù)形式的特點(diǎn)，合理選擇積分路徑并且推導(dǎo)出準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)加載方式下利用數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算J積分的公式，通過MATLAB對公式進(jìn)行編程。
　　測定2A12-T4鋁合金的基本材料參數(shù)，并將其作為斷裂韌性的實(shí)驗(yàn)測試及仿真的參數(shù)設(shè)置依據(jù)。通過對2A12-T4鋁合金緊湊拉伸試樣進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)斷裂實(shí)驗(yàn)，研究了利用數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算J積分的路徑選擇

3、區(qū)域，驗(yàn)證J積分路徑守恒性并且計(jì)算了準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性值，與國標(biāo)GB/T-21143-2007的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比表明了利用數(shù)字圖像相關(guān)方法進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性測試具有較高的準(zhǔn)確性。
　　利用Hopkinson拉桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對兩種不同裂紋形式緊湊拉伸試樣進(jìn)行了動態(tài)斷裂韌性實(shí)驗(yàn)。利用數(shù)字圖像相關(guān)方法對2A12-T4鋁合金的動態(tài)斷裂韌性值進(jìn)行了計(jì)算，將所得的動態(tài)斷裂韌性值與應(yīng)變片法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證了結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)求得了2A12-T4鋁