基于原位观测的交变载荷对结构材料断裂韧性的影响研究

发布时间：2024-04-12 21:08

　　工程材料一直伴随着人类的发展历史。随着人类逐步迈入深海、走向太空,以及地球表面各种重大型工程新装备和新仪器等的使用,我国乃至全世界都对材料性能都提出了越来越苛刻的要求。断裂作为材料最彻底的失效模式,对其进行深入研究显得非常重要。据全球钢铁协会预估,世界钢铁消耗量年增长率在10%左右。各国每年因为钢铁材料发生断裂事故而造成了巨大的损失。对材料使用过程中不可避免的失效形式进行断裂现象的研究具有现实意义和应用价值。本文依据所在课题组研制的原型样机,对典型结构材料的断裂问题进行研究,重点研究了材料断裂问题中的重要指标—断裂韧性。论文在对断裂力学的背景及发展历史进行深入分析和总结的基础上,对断裂韧性的国内外发展现状及应用领域进行了综述和分析。结合课题组研制仪器的特点设计了适用于材料断裂韧性测试的专用夹具,并对其进行了仿真分析。利用研制的仪器开展了典型材料断裂韧性的相关试验研究。论文的主要研究内容概括如下:采用ANSYS相关仿真分析软件对所设计的专用夹具进行了静态和动态仿真分析,分别对夹具的强度和刚度进行了极限条件下的性能分析。在此设计夹具的基础上,结合仪器特性,开展了对于典型结构材料45钢、航空...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1典型结构材料的断裂现象

造成飞机上的7名航天员全部罹难。事后对航天飞机残骸进行收集和原位重组，经过进一步对飞机残骸进行微观冶金分析发现，造成事故的原因正是存在于外燃料箱双脚架左侧的一块冷冻隔热泡沫掉落，砸到飞船左翼面板，造成飞机左翼出现一个小的裂缝，裂纹在低温下失稳扩展后致使飞船解体，造成了重大的航....

图1.3三种不同尺寸试样结构图

图1.2裂纹扩张和断裂韧性之间的关系2015年，MarcoPalombo，StefanoSandon和MarcoDeMarco三名学者研究了碳钢材料受不同尺寸和不同温度对裂纹尖端张开位移大小影响。通过光电直读光谱仪对不同温度下试件的断裂面进行分析比较。得出随着试样....

图1.4以氧化铝为基体的复合材料的原位观测图

对断裂韧性的研究，还有如德国学者FHGojny，MHGWichman在含碳量较低时断裂韧性的变化趋势。美国学者MaximilienErtO.Ritchie研究了以氧化铝为基体的复合材料的断裂韧性及试间的相互位错现象，如图1.4所示。DylmarPentea....

图2.6J积分定义示意图

吉林大学硕士学位论文响，很是繁琐。1968年，Rice提出了一种和积分路径无关的J计算结果和积分路径无关，因而可以避开在积分过程中求解分定义2.6所示，假设有一单位厚度的试样，其中包含有一贯穿的释放率可以有如下表述：IUGa···················....

本文编号：3951969