Q钢试件抗裂特性分析[精编].doc

Q钢试件抗裂特性分析[精编].docQ235钢试件抗裂特性分析摘要:木文研究带预置切II试件在三点弯曲加载实验过程屮的断裂行为。根据实验数据,对损伤带上弹犁性相对位移的变化规律进行分析,并根据实验数据分析海水腐蚀对碳钢试件承载力和断裂韧度的影响,为海洋基础设施的设计选材安全使用提供实验数据与理论依据。关键词:三点弯1111实验;海水腐蚀碳钢;断裂参量引言在外部因素作用下,工程材料结构内部的许多微裂纹和微孔洞开始相互汇合并不断扩展,从而降低了材料的刚度及强度等力学性能近年来,对碳钢力学性能的研究一肓是学术界的热点问题,涉及到抗裂强度、疲劳与切口强度、断裂韧性等多方血的研究。对于裂纹非线性断裂有基于M-D模型的裂纹张开位移COD",和|洞绕裂纹尖端的J积分等参量'J还有文献从裂纹张开位移COD和J积分角度对材料的断裂问题进行研究"。本文结合三点弯曲梁的电测跟踪试验,对碳钢损伤带上弹槊•性相对位移做了进一步探讨,同时根据实验数据分析了海水腐蚀对碳钢试件承载力和断裂韧度的影响。-100微控电了力能试验机。图1为三点弯曲缺口梁加载示意图,图屮1为碳钢试件的长度,h为试样的高度,b为试件的厚度,s为两支撑点间的距离,aO为预制裂纹的长度。>h40al6和Jh40al6,其中以h开头的试件未经海水浸泡,以J开头的试件在室温条件下浸泡海水400夭左右,试件的尺寸和载荷峰值都列入表1屮。从表1屮的数据可以得出峰值载荷下海水腐蚀前、。由此可见海水腐蚀降低了材料抵抗破坏的能力,使材料所能承受的最大载荷降低。PVnhO »■ S 丁- L 图1三点弯曲缺口梁加载几何示意图表1三点弯曲各试件尺寸与荷载峰值试件号试件长7/mm支撑点跨距s/mm试件高h/mm试件厚度b/mm预制裂纹长度a:/mm峰值载荷/KNh40al240!1340i 301284JJh40al240i 1340i 30i12j75 ih40al640;13i40! 32;1676 |Jh40al640! 1340i 30!,电阻值为(±)0。对不同尺寸的试件进行应变片电测跟踪实验,&16,在试件的两侧分别贴3个应变片,正面标注为应变片1、2、3,反面标注为应变片A、B、C,应变片距预置切口根部的距离分别为Omm,,。试件Jh40al6应变片的粘贴与标注方式一致,应变片距预置切口根部的距离分别为0mm,,。图2为应变片位置儿何示意图。,就得到应变片两端的相对位移,它能直观的反应试件各处的变形情况。图3以应变片距裂纹尖端的距离为横轴,以应变片两端的相对位移为纵轴绘制了在不同载荷下相对位移与位置的关系曲线。从图屮曲线可以看岀载荷一定时,相对位移先随距离的增加而减小,减小到0后又随距离增加逐步变大,图屮相对位移出现负值说明此处为压缩区,应变片两端相对距离减小。值得注意的是在不同载荷下,同一试件的相对位移在