结构钢焊接接头的J测试方法研究

摘要

本论文采用16Mn及907A钢不同尺寸的试样进行了J积分测试,研究了延性断裂韧度的测试方法.研究表明,目前的J积分测试方法存在许多问题,例如钝化线方程、J<,IC>的确定方式、J<,IC>的有效性及试样尺寸的平面应变条件的检验规则等,本文对上述问题进行了讨论并提出了相应的解决办法.用Visual FoxPro6.0编制了断裂韧度试验数据管理系统,该系统可用于试验数据的计算、存储和管理.经过分析J积分试样的钝化起裂过程,建立了新的钝化起裂模型.根据J积分路径无关性原理,本文提出了新的钝化线方程J=K·ε<,F><'n>/1+n×2Δa<,0>.通过对以往的JIC的确定方法的分析,建立了新的J<,IC>的确定方法,即用经过(Δa<,0>,0)的点作垂线,该线与J-Δa阻力曲线的交点对应的纵坐标值即为J<,IC>.通过对J积分测试中的有效性条件及平面应变条件的分析,提出用尺寸为10 mm×20mm×100 mm的试样作为标准试样进行J积分试验,该试样既能满足有效性条件又能满足平面应变条件,并解释了其原因.由于焊接接头存在特殊性,测试其J<,IC>值的最大困难是无法知道各区的σ<,S>,σ<,b>,也就无法知道钝化线方程,而按照目前的J积分测试方法,不知道钝化线方程是不可能测得材料的J<,IC>值的.本文在对目前的J积分测试中存在的诸多问题进行分析之后提出了新的J积分测试方法.该方法能够用于测试焊接接头的J<,IC>值.本文运用该方法测试了系列温度下907A钢焊接接头的J<,IC>值.

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1背景和意义

1.2相关领域的工作

1.2.1断裂判据研究的历史情况

1.2.2 J积分测试方法及存在的问题

1.2.3焊接接头的断裂韧度研究现状

1.3本论文选题的意义及主要内容

第2章材料及试验

2.1材料

2.2试验

2.2.1试样

2.2.2静态J积分测试

2.3本章小结

第3章断裂韧度试验数据管理系统

3.1引言

3.2系统设计

3.2.1系统目标设计

3.2.2开发设计思想

3.2.3系统功能分析

3.2.4系统功能模块设计

3.3数据库设计

3.3.1数据库逻辑结构设计

3.3.2数据库各模块的设计

3.4本章小结

第4章结构钢的JIC测试

4.1引言

4.2 J积分试验结果

4.3对JIC测试中存在的问题的分析

4.3.1关于裂纹顶端钝化及起裂的微观模型

4.3.2关于伸张区和亮带

4.3.3关于钝化线方程

4.3.4关于试样起裂后的JR值

4.3.5关于JIC值的确定方法

4.3.6关于有效性条件及平面应变条件

4.3.7关于阻力曲线的形式及裂纹扩展量的范围

4.4对JIC测试的多试样法的修正意见

4.5确定JIC的不同方法的比较

4.6本章小结

第5章焊接接头系列温度下的JIC测试

5.1引言

5.2试验结果

5.3对试验结果的讨论

5.3.1关于J积分守恒性

5.3.2裂纹的扩展方向问题

5.3.3确定JIC的两种方法的比较

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录A焊接接头微区组织

附录B焊接接头静态断裂韧度测试结果

附录C各数据组的JR阻力曲线图

附录D JIC随温度变化曲线图