Q355B钢动态材料性能研究
发布时间：2021-07-30 05:23
作为Q345钢的替代钢种,Q355钢将于2019年2月起大量应用于建筑工程中。基于结构抗冲击爆炸性能研究的需要,其动态材料性能的研究具有迫切性和必要性。应用万能材料试验机与分离式霍普金森压杆系统对Q355B钢在不同温度、应变率及应力状态下的力学性能进行了研究。发现塑性流动应力与断裂应变随温度的上升分别呈现非线性下降与上升趋势,采用试验为主数值模拟为辅的方法分别标定了修正Johnson-Cook本构关系与修正Johnson-Cook断裂准则。最后,开展了Q355B钢Taylor撞击试验,验证了修正Johnson-Cook模型及其参数标定的有效性。
【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
光滑圆棒拉伸试验载荷位移曲线
表1 缺口试件的断口直径和断裂应变Tab.1 Fracture diameter and fracture strain of notched specimens 缺口半径 η d0/mm df/mm εf R=2 mm 0.893 6.01 3.987 0.821 R=3 mm 0.739 6.01 3.952 0.838 R=9 mm 0.487 5.98 3.546 1.045 R=∞ 0.333 6.00 3.000 1.3902.3 应变率项参数标定
为获取试件在不同应变率下的屈服强度和断裂应变,进行速率为10～800 mm/min的拉伸试验及霍普金森压杆试验。其中拉伸试验,采用全自动引伸计监控位移,转换得出应力应变曲线,屈服强度取下屈服点数值,断裂应变则是依据式(6)得出。此后在0.1～0.8 MPa气压下进行了霍普金森压杆试验,试样名义直径为8 mm,厚度6 mm。试验中试样仅发生压缩变形,未见裂纹出现。各应变率下的屈服强度及断裂应变如表2所示。利用表2的数据,分别按照JC和MJC本构及断裂准则进行拟合,得到C=0.045,D4=-0.03如图3所示。表2 不同应变率下Q355B钢的屈服强度Tab.2 Yield strength of Q355B steel at different strain rates 参数 数值 应变率/s-1 1.3×10-3 6.7×10-4 0.133 0.267 0.4 0.533 500 600 700 1 300 1 500 屈服强度/MPa 339.4 343.1 364.4 375.0 377.4 375.7 515.1 548.6 574.4 544.2 562.2 断裂应变 1.386 1.273 1.163 1.154 1.139 1.115 — — — — —
【参考文献】：
期刊论文
[1]7075-T651铝合金靶板剪切冲塞的试验和数值模拟研究[J]. 肖新科,陈琳,杜太生. 振动与冲击. 2019(03)
[2]基于J-C模型的Q235钢的动态本构关系[J]. 郭子涛,高斌,郭钊,张伟. 爆炸与冲击. 2018(04)
[3]尖头弹侵彻金属板花瓣型破口成形过程仿真分析[J]. 伍星星,刘建湖,张伦平,孟利平,汪俊. 中国舰船研究. 2018(03)
[4]基于J-C模型的Q235钢的失效准则[J]. 郭子涛,舒开鸥,高斌,张伟. 爆炸与冲击. 2018(06)
[5]7A04-T6高强铝合金板对平头杆弹抗侵彻行为的试验与数值模拟研究[J]. 司马玉洲,肖新科,王要沛,张伟. 振动与冲击. 2017(11)
[6]不同硬度30CrMnSiNi2A钢的动态本构与损伤参数[J]. 李磊,张先锋,吴雪,高飞,刘闯. 高压物理学报. 2017(03)
[7]Q345钢高温蠕变试验及考虑蠕变后钢柱抗火性能研究[J]. 王卫永,闫守海,张琳博,王彬. 建筑结构学报. 2016(11)
[8]三种建筑钢筋材料高应变率下拉伸力学性能研究[J]. 黄晓莹,陶俊林. 工程力学. 2016(07)
[9]Q235B钢Johnson-Cook模型参数的确定[J]. 林莉,支旭东,范锋,孟上九,苏俊杰. 振动与冲击. 2014(09)
[10]45钢的J-C损伤失效参量研究[J]. 陈刚,陈忠富,徐伟芳,陈勇梅,黄西成. 爆炸与冲击. 2007(02)
博士论文
[1]网壳结构冲击响应及失效机理精细化研究[D]. 林莉.哈尔滨工业大学 2015
[2]双层金属靶的抗侵彻性能和Taylor杆的变形与断裂[D]. 肖新科.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3310782
【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
光滑圆棒拉伸试验载荷位移曲线
表1 缺口试件的断口直径和断裂应变Tab.1 Fracture diameter and fracture strain of notched specimens 缺口半径 η d0/mm df/mm εf R=2 mm 0.893 6.01 3.987 0.821 R=3 mm 0.739 6.01 3.952 0.838 R=9 mm 0.487 5.98 3.546 1.045 R=∞ 0.333 6.00 3.000 1.3902.3 应变率项参数标定
为获取试件在不同应变率下的屈服强度和断裂应变,进行速率为10～800 mm/min的拉伸试验及霍普金森压杆试验。其中拉伸试验,采用全自动引伸计监控位移,转换得出应力应变曲线,屈服强度取下屈服点数值,断裂应变则是依据式(6)得出。此后在0.1～0.8 MPa气压下进行了霍普金森压杆试验,试样名义直径为8 mm,厚度6 mm。试验中试样仅发生压缩变形,未见裂纹出现。各应变率下的屈服强度及断裂应变如表2所示。利用表2的数据,分别按照JC和MJC本构及断裂准则进行拟合,得到C=0.045,D4=-0.03如图3所示。表2 不同应变率下Q355B钢的屈服强度Tab.2 Yield strength of Q355B steel at different strain rates 参数 数值 应变率/s-1 1.3×10-3 6.7×10-4 0.133 0.267 0.4 0.533 500 600 700 1 300 1 500 屈服强度/MPa 339.4 343.1 364.4 375.0 377.4 375.7 515.1 548.6 574.4 544.2 562.2 断裂应变 1.386 1.273 1.163 1.154 1.139 1.115 — — — — —
【参考文献】：
期刊论文
[1]7075-T651铝合金靶板剪切冲塞的试验和数值模拟研究[J]. 肖新科,陈琳,杜太生. 振动与冲击. 2019(03)
[2]基于J-C模型的Q235钢的动态本构关系[J]. 郭子涛,高斌,郭钊,张伟. 爆炸与冲击. 2018(04)
[3]尖头弹侵彻金属板花瓣型破口成形过程仿真分析[J]. 伍星星,刘建湖,张伦平,孟利平,汪俊. 中国舰船研究. 2018(03)
[4]基于J-C模型的Q235钢的失效准则[J]. 郭子涛,舒开鸥,高斌,张伟. 爆炸与冲击. 2018(06)
[5]7A04-T6高强铝合金板对平头杆弹抗侵彻行为的试验与数值模拟研究[J]. 司马玉洲,肖新科,王要沛,张伟. 振动与冲击. 2017(11)
[6]不同硬度30CrMnSiNi2A钢的动态本构与损伤参数[J]. 李磊,张先锋,吴雪,高飞,刘闯. 高压物理学报. 2017(03)
[7]Q345钢高温蠕变试验及考虑蠕变后钢柱抗火性能研究[J]. 王卫永,闫守海,张琳博,王彬. 建筑结构学报. 2016(11)
[8]三种建筑钢筋材料高应变率下拉伸力学性能研究[J]. 黄晓莹,陶俊林. 工程力学. 2016(07)
[9]Q235B钢Johnson-Cook模型参数的确定[J]. 林莉,支旭东,范锋,孟上九,苏俊杰. 振动与冲击. 2014(09)
[10]45钢的J-C损伤失效参量研究[J]. 陈刚,陈忠富,徐伟芳,陈勇梅,黄西成. 爆炸与冲击. 2007(02)
博士论文
[1]网壳结构冲击响应及失效机理精细化研究[D]. 林莉.哈尔滨工业大学 2015
[2]双层金属靶的抗侵彻性能和Taylor杆的变形与断裂[D]. 肖新科.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3310782
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