弹塑性材料动态断裂韧性的理论与实验研究——表征与测试

摘要

该文在间接杆杆型冲击拉伸试验装置上用带有周边切口的短圆柱试件形成了一种新型的动态起裂和动态起裂止裂试验方法,以及基于SHPB一维试验原理的测量方法.此方法所得到的平均载荷相对位移曲线在裂纹失稳扩展前较光滑平稳,并可将与裂纹运动无关的质心运动动能从外力对试件所做的总功中近似分离出来,用柔度变化率方法确定裂纹的起裂点、通过标定曲线来确定裂纹的扩展轨迹和速度.试验结果初步表明这一套方法比较可靠和行之有效.

目录

文摘

英文文摘

第1章综述

1.1引言

1.2稳定裂纹动态断裂问题研究现状

1.3裂纹动态起裂韧性KID(或JIID)的表征和测试技术

1.3.1试验装置和测试方法

1.3.2裂纹起裂点的确定

1.4裂纹扩展与止裂研究现状

1.4.1裂纹扩展理论

1.4.2裂纹扩展问题的数值分析

1.4.3裂纹扩展轨迹的测量及止裂研究现状

1.5动态断裂韧度和加载速率及环境温度的关系

1.6本文研究的主要内容

第2章平面应变型弹塑性材料动态起裂韧度的表征与测试

2.1引言

2.2杆-杆型冲击拉伸实验装置及其试验原理

2.3 LY12cz铝合金动态拉伸力学性能

2.4 LY12cz铝合金动态起裂韧度的表征与测试

2.4.1试件的形状及连接

2.4.2典型的波形和曲线

2.4.3裂纹起裂点的确定

2.4.4动态加载下弹塑性稳定裂纹尖端的参量的J积分表征

2.4.5弹塑性动态起裂韧性测试原理

2.4.6试验结果

2.5试件断口分析

2.6本章小结

第3章JR阻力曲线和动态起裂止裂试验

3.1引言

3.2冲击拉伸加载下裂纹起裂止裂试验

3.3裂纹扩展轨迹的测定

3.3.1一次动态起裂止裂试验的试验结果

3.3.2二次动态起裂试验和裂纹止裂长度的确定

3.3.3标定曲线方程的确定

3.3.4裂纹扩展轨迹的确定

3 .4 J-R阻力曲线

3.5断裂试件的二次断口分析

3.6本章小结

第4章动态断裂试验系统的弹塑性动力学有限元分析

4.1引言

4.2轴对称二维弹塑性动力学模型的建立

4.2.1材料的动态本构摸型

4.2.2运动方程及其算法

4.3数值分析结果

4.3.1数值分析的典型结果

4.3.2远场J积分和精度分析

4.4本章小结

第5章周边切口短圆柱试件弹塑性动态精细有限元分析

5.1引言

5.2周边切口短圆柱试件弹塑性动态精细有限元分析

5.2.1有限元模型的建立

5.2.2计算结果和分析

5.3裂纹扩展时的变形和塑性区的演化

5.4本章小结

第6章结论与展望

6.1本文的主要结论

6.2本文工作的展望

参考文献

致谢