应变率对金属孔板应力应变集中影响的研究

发布时间：2021-08-04 08:59

　　含孔金属板结构广泛应用于工程领域中。在远端载荷的作用下,孔的根部会产生应力应变集中,从而导致裂纹的产生,降低了金属含孔板的承载能力和疲劳寿命。因此,对于含孔板的应力应变集中问题的研究一直是结构安全评估领域的重点课题。对于承受准静态载荷的线弹性含孔板的应力应变集中,已有的研究已经给出了较为全面且精度较高的结果,并得到了广泛的应用。然而,工程中大量的结构需要承受动态载荷。对于金属含孔板结构,动载荷引起的材料应变率效应对孔口根部应力应变集中的数值与空间分布往往具有显著影响,从而导致基于线弹性准静态得到的结果不再适用。因此,针对此问题,本文选取45钢和LYP225钢这两种典型钢材作为研究对象,采用试验与数值仿真分析的方法,对金属含孔板应力应变集中的应变率效应展开研究。其主要研究内容和结果总结如下:（1）对于LYP225钢,本文采用20吨微机控制电子方式万能试验机和英国英斯特朗公司的INSTRON VHS 80/20高速率试验机对LYP225钢进行准静态和动态试验拉伸研究。获得LYP225钢在不同拉伸速度下的应力应变曲线,根据实验获取的数据拟合出Johnson-Cook模型中的材料参数。（2）采... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同应变率下的应力应变关系曲线

z∞,∞图 2-2 45 号钢的几何模型限元模型的单元和网格划分本文中，所有模拟均采用基于率相关的 JC 本构材料模型和 C3D8 线性六面baqus/Explicit 模块。由于几何形状和加载方式的对称性，在下面的分析中，试样的 1 / 8 (半宽、半高和半厚) 建立有限元模型进行仿真模拟。有限元模件设置为对称约束，顶端施加动态载荷，采用位移控制法保证加载速度保持不应孔根部和自由表面应力应变梯度的剧烈变化，网格趋向于孔的根部和含孔面逐渐细化。四分之一椭圆的半圆弧(由图 2-2 中的蓝线标记)划分为 10 个单数为0.25；而厚度( B / a = 0 ~ 10 )的相应层数为1 ~ 40层，偏差系数分别为1 ~限元模型：a = 5 mm， t = b / a = 0.3，B / a = 10，其中该模型包含 89760 个82 个节点，如图 2-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3321413