基于约束参数的断裂韧性转化研究

摘要

为解决材料在不同约束条件下断裂韧性转换的问题,基于三点弯曲试验过程的有限元模拟,对铁素体钢材的典型材料(低合金高强钢材Q345B)的断裂韧性进行了研究.针对不同约束水平(裂纹的深或浅)的三点弯曲试样建立ABAQUS有限元数值仿真模型,计算获得裂纹尖端断裂韧性J积分值,结合J-A2方法计算不同裂纹深度的三点弯曲试样的约束参数A2,研究了弹塑性断裂力学考虑约束效应的断裂韧性转化问题.结果表明,随裂纹长度的增加,约束参数A2值逐渐增大,深裂纹试样的裂纹尖端处于高约束情况,更容易失效.运用J-A2方法对不同裂纹深度三点弯曲试样的断裂韧性值进行了转化,转化结果与模拟值吻合良好,误差均在8％以内,验证了J-A2法在断裂韧性转化中的可行性.