16MnR钢疲劳裂纹扩展速率及其断裂韧性的数值模拟.pdf

钢疲劳裂纹扩展速率及其断裂韧性的数值模拟作者姓名:尹东辉指导教师:王效贵浙江工业大学机械工程学院浙江工业大学硕士学位论文
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储鹳。尹暂主锻醐瑚,口和Ⅷ舢尹喜糖日期:别辏月堙日浙江工业大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书,≯月彩日本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉按纭作者签名:⒉槐C芸凇导师签名:日期:
制@土盐评┱顾俾始捌涠狭讶托缘氖的D摘要在研究疲劳裂纹扩展行为时,通常会考虑到不同应力比加载的影响。本文通过一种新的基于材料循环塑性特性、增量形式的多轴疲劳损伤准则,来研究不同应力比对疲劳裂纹启裂和扩展的影响。该模型通过有限元软件,运用循环塑性理论来分析裂纹区域的循环弹塑性应力应变场,进而利用该应力应变场计算疲劳损伤,最后通过疲劳裂纹启裂和扩展统一模型计算疲劳裂纹扩展速率。根据以上原理,本文对衷谘吩睾上碌钠@土盐评┱剐形=惺的D狻分别在常幅加载挥αΡ和变幅加载煌αΡ条件下,详细分析了不同应力比对裂纹启裂和扩展的影响,同时对缺口尺寸、裂纹闭合等影响因素进行分析。结果表明:应力比为负时会出现明显的裂纹闭合现象;应力比为正时,在循环载荷的卸载阶段,残余压应力和裂纹尖端后方材料点的塑性变形会导致裂纹闭合。应力比越小,裂纹闭合现象越明显。裂纹闭合会减小裂尖附近材料点的循环塑性,因此阻碍裂纹扩展。裂纹闭合区域的扩展方向是由中心向前后两个方向同时扩展。大应力比加载时,在疲劳裂纹扩展的初始阶段,平均应变会由大减小。同一试样的疲劳裂纹扩展过程中,在其他条件不变的情况下,如果应力比发生变化,裂纹扩展速率也会发生显著变化。疲劳断裂韧性作为材料的重要力学性能指标,在各种工程研究中有着广泛的应用。材料的疲劳断裂韧性和疲劳损伤在理论上存在着内在的联系。本文在疲劳裂纹启裂和扩展统一模型的基础上,计算出諧匝盐萍舛烁浇虻钠@退鹕耍⑶对照试验得到的疲劳断裂韧性,尝试在二者之间建立定量关系。关键词:疲劳裂纹扩展速率,应力比,裂纹闭合,疲劳断裂韧性浙江工业大学硕士学位论文
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目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯第绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯研究背景和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯本文的研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯疲劳启裂和裂纹扩展统一模型及裂纹扩展试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.疲劳裂纹启裂和扩展统一模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯疲劳裂纹扩展试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯,⒔⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..有限元建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.常幅加载工况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.高低幅加载工况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..疲劳损伤与疲劳断裂韧性关系初探⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.疲劳断裂韧性试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.疲劳损伤的分布与累积过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.疲劳损伤与疲劳断裂韧性的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。结论⋯。论文的主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.论文的创新成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..后续有待完成的工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯。附录致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯攻读硕士学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯浙江工业大