基于裂尖张开位移的面内与面外统一拘束参数及其应用研究
发布时间：2020-12-25 15:51
本文通过大量不同几何尺寸试样（不同面内/面外拘束）的J积分和裂尖张开位移（CTOD）的有限元数值计算,结合材料断裂韧性试验数据及理论分析的方法,主要研究基于CTOD的载荷无关的面内与面外统一拘束参数Ad*及其应用基础。研究工作及得到的主要结论如下:（1）基于统一拘束参数Ad定义了一个载荷无关的面内与面外统一拘束参数Ad*。通过不同几何尺寸试样的Ad*的有限元计算,验证了其载荷无关性及可同时表征面内与面外拘束的能力。（2）基于大量三维有限元分析,计算得到了宽范围不同几何尺寸的四种试样（C（T）、SEN（B）、SEN（T）和M（T））的统一拘束参数Ad*的解。探明了试样厚度比B/W,试样宽度W和裂纹深度a/W对不同试样拘束参数Ad*的影响规律。为设计不同拘束水平的标准和非标试样,建立材料拘束相关的断裂韧性,及实现不同几何尺寸试样断裂韧性的转换及试样与结构拘束的比较和关联提供了依据。（3）不同合金钢及不同拘束试样的延性和脆性断裂韧性Jc/Jref数据与拘束参数Ad*之间可以形成一条单调的关联曲线,进一步表明参数Ad*是一个可同时表征面内/面外拘束的载荷无关的统一拘束参数。通过关联曲线拟合得到...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２?Ｃ（Ｔ）试样（ａ）和ＳＥＮ（Ｂ）试样㈨的几何尺寸??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]HIGH-ORDER ASYMPTOTIC FIELD OF TENSILE PLANE-STRAIN NONLINEAR CRACK PROBLEMS[J]. 李尧臣,王自强. Science in China,Ser.A. 1986(09)
硕士论文
[1]基于裂尖张开位移的面内与面外统一拘束参数及其应用研究[D]. 徐建勇.华东理工大学 2019
本文编号：2937956
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２?Ｃ（Ｔ）试样（ａ）和ＳＥＮ（Ｂ）试样㈨的几何尺寸??
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华东理工大学硕士学位论文?第９页??＿＿??？ｌ＇?＇？？?＇?ｉ＾ＫＢｉｓＭ??裂尖对称面?［ｊｉｌｉ｜ｉｔ－．＿｜？＿．ｊ，．．．＿．｜：．：４ｉｊ＾??（ｃ）?（ｄ）??图２?Ｊ典型１／４三维Ｃ（Ｔ）试样（ａ＞，?ＳＥＮ（Ｂ）试样（ｂ），二维Ｃ（Ｔ）参考试样（Ｃ）的有限元模型和裂尖??网格（ｄ）??Ｆｉｇ．?２．３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｆｉｎｉｔｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?３Ｄ?Ｃ（Ｔ）?（ａ），?ＳＥＮ（Ｂ）?（ｂ），?２Ｄ?Ｃ（Ｔ）?（ｃ）?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?ａｎｄ?ｃｒａｃｋ?ｔｉｐ??ｍｅｓｈｅｓ?（ｄ）??２．４结果及讨论??２．４．１不同拘束试样的裂尖张幵位移??在拘束参数的计算中，需要计算ＣＴＯＤ。在有限元计算中，ＣＴＯＤ通常采用９０??度相交线法确定，即从裂尖处引出两条互成直角且对称的直线，两直线与裂纹两边交点??之间的距离即为ＣＴＯＤＮ］。而在有限元软件中，采用与试样对称面成４５°并经过裂尖点??的直线与裂纹面交点对应的位移（Ｃ（Ｔ）试样为ｙ方向上的位移Ｕ２，?ＳＥＮ（Ｂ）试样为ｘ方向??上的位移Ｕ１）为ＣＴＯＤ值的一半，如图２．４所示，该位移乘以２即为ＣＴＯＤ值。??圓擺??（ａ）?（ｂ）??图２．４有限元分析中Ｃ（Ｔ＞试样（ａ）和ＳＥＮ（Ｂ＞试样（ｂ）的ＣＴＯ丨）计算方法??Ｆｉｇ?２．４?Ｔｈｅ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ＣＴＯＤ?ｆｏｒ?Ｃ（Ｔ）?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?（ａ）?ａｎｄ?ＳＥＮ（Ｂ）?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?（ｂ）?ｉｎ??ＦＥＭ?ａｎａｌｙｓｅｓ??图２．５为有限元计算的相同裂纹深度Ｗ＝０．５，不同／ｉ／Ｗ的Ｃ⑴和ＳＥＮ（Ｂ）试样在??裂纹
【参考文献】：
期刊论文
[1]HIGH-ORDER ASYMPTOTIC FIELD OF TENSILE PLANE-STRAIN NONLINEAR CRACK PROBLEMS[J]. 李尧臣,王自强. Science in China,Ser.A. 1986(09)
硕士论文
[1]基于裂尖张开位移的面内与面外统一拘束参数及其应用研究[D]. 徐建勇.华东理工大学 2019
本文编号：2937956
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