用连续球压痕试验法确定材料断面收缩率

发布时间：2017-06-04 08:19

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【摘要】：连续球压痕试验作为一种简便易行的无损试验方法,被用来评价在役设备金属材料的力学性能,具有广泛的应用前景。但是目前尚未有研究者提出如何用压痕试验评价金属材料塑性。本文根据材料损伤积累理论,提出连续球压痕试验中材料失效的判据,并在此基础上计算钢材的断面收缩率来评价材料塑性。本文中对两种常见管道和容器用钢进行连续球压痕试验,并用本文提出的方法计算其断面收缩率。本文主要研究成果如下：(1)提出连续球压痕试验中的失效判据。本文提出了连续球压痕试验失效判据,所得结果与其他研究者基本一致。(2)提出连续球压痕试验评价钢材塑性的方法。通过本文中提出的失效判据获得材料失效时的压痕深度,在此基础上计算材料的表征应变。最终通过计算得到材料的断面收缩率。(3)对试验误差进行了分析。通过连续球压痕试验获得的断面收缩率明显高于单轴拉伸试验。本文对其原因进行了分析,考虑到“堆积”和“沉陷”现象、晶粒尺寸效应和ASME局部应变限制准则的影响。(4)讨论了影响“堆积”和“沉陷”现象的因素。本文研究发现不能采用Mathews和Hill提出的关系来修正连续球压痕试验中堆积高度带来的影响。为了减少“堆积”和“沉陷”现象的影响,可尽量采用较大的压头。
【关键词】：连续球压痕试验 塑性 失效判据 断面收缩率
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG115.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题的背景及意义9-10
• 1.2 材料力学性能无损测试方法10-13
• 1.2.1 小冲杆试验(Small Punch Test)10-12
• 1.2.2 压痕试验法(Indentation test)12-13
• 1.3 压痕法测试材料的拉伸性能13-16
• 1.4 本课题的主要研究内容与目的16-18
• 第2章 单轴拉伸试验及压痕试验方法18-23
• 2.1 试验材料的选择18
• 2.2 单轴拉伸试验18-19
• 2.3 压痕试验19-22
• 2.3.1 球压痕试样的制备19
• 2.3.2 压痕试验夹具及压头19
• 2.3.3 压痕试验机19-21
• 2.3.4 连续球压痕试验方案21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 连续压痕法计算断面收缩率23-34
• 3.1 压痕试验中的损伤积累23-26
• 3.2 压痕试验中的失效准则26-29
• 3.3 断面收缩率的计算29-32
• 3.4 本章小结32-34
• 第4章 球压痕试验测试误差分析34-44
• 4.1 “堆积”和“沉陷”效应的影响34-38
• 4.2 晶粒尺寸效应38-39
• 4.3 连续球压痕试验中的应变39-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 压痕试验中的“堆积”与“沉陷”现象44-54
• 5.1 “堆积”和“沉陷”现象的表征44-45
• 5.2 无量纲参数c~2的确定45-46
• 5.3 压痕深度对“堆积”或“沉陷”现象的影响46-49
• 5.4 压头直径对“堆积”和“沉陷”现象的影响49-51
• 5.5 加载过程对“堆积”和“沉陷”现象的影响51-52
• 5.6 本章小结52-54
• 第6章 结论与展望54-57
• 6.1 结论54-55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-63
• 致谢63-64
• 在读期间的研究成果64

【参考文献】

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本文编号：420448