本文選題：Q235鋼 + 應(yīng)變速率��； 參考：《中南林業(yè)科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：工程中的材料,由于加工過程、外部載荷與溫度、環(huán)境等諸多因素的影響,將會導(dǎo)致材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的變化。微觀上通過微孔洞與微裂紋的形式表現(xiàn)出來,孔洞與裂紋持續(xù)擴(kuò)展后,將會演變成宏觀裂紋。而宏觀裂紋的出現(xiàn),也代表材料的整體力學(xué)性能大大弱化了,具體表現(xiàn)為強(qiáng)度、剛度以及斷裂韌性的降低,進(jìn)而削弱其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,縮短其使用壽命。這種在斷裂破壞前材料性能就逐步劣化的現(xiàn)象被稱為損傷。經(jīng)過大量事實(shí)發(fā)現(xiàn),材料在使用過程中會發(fā)生損傷,損傷累積到一定程度會造成材料的失效破壞。由于金屬材料在國防和民用工業(yè)中的廣泛應(yīng)用,對其結(jié)構(gòu)的安全和可靠性的研究已引起國內(nèi)外力學(xué)工作者的普遍重視。因此對金屬材料疲勞損傷方面的研究,已逐漸成為力學(xué)領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn),在化工、輕紡、建筑、機(jī)械等行業(yè)以及日用品工業(yè)中,愈來愈顯示出廣闊的應(yīng)用前景。本文針對金屬材料,通過疲勞損傷實(shí)驗(yàn),研究其材料性能隨應(yīng)變速率、載荷頻率、應(yīng)力/應(yīng)變水平和加載時(shí)間等因素的變化,在此基礎(chǔ)上建立金屬速率相依型疲勞損傷演化本構(gòu)模型,通過模型計(jì)算構(gòu)件的損傷程度,從而達(dá)到預(yù)估其剩余壽命的目的。同時(shí)運(yùn)用密度測試法,建立起不同應(yīng)變速率下的金屬損傷與材料內(nèi)部密度變化之間的聯(lián)系,本文的工作,對深入了解金屬的物理性能、合理并高效利用金屬具有重要的學(xué)術(shù)意義和較大的工程價(jià)值。本文以湖南省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(16A220)及大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(湘教[2015]269號)為背景,對不同應(yīng)變速率下的Q235鋼進(jìn)行了速率相依型的密度法試驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)對Q235鋼疲勞損傷的研究成果及現(xiàn)狀,分析影響Q235鋼試件疲勞損傷的主要因素,將速率作為重點(diǎn)考量因素,并從細(xì)微觀的疲勞損傷演化機(jī)理分析入手,推出基于應(yīng)變速率的疲勞損傷演化律。(2)在CMT5105萬能電子試驗(yàn)機(jī)上,實(shí)施不同荷載、不同循環(huán)次數(shù)的試驗(yàn)方案。在試驗(yàn)過程中,主要通過力的控制來實(shí)現(xiàn)這些試驗(yàn)方案。通過控制,載荷以一定的速率施加。每次循環(huán)的載荷幅值增加1-2kN左右,在試件從彈性變形開始,經(jīng)歷屈服直到最后試件拉斷為止的過程中逐漸增大。在整個(gè)試驗(yàn)過程中對試件反復(fù)進(jìn)行加卸載試驗(yàn),卸載最小值為10N。每個(gè)試驗(yàn)方案至少進(jìn)行3次,最后取其平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)合疲勞試驗(yàn)的數(shù)據(jù),與文獻(xiàn)所得到的損傷演化模型的相關(guān)參數(shù)繪制成圖表,再根據(jù)損傷演化特征,進(jìn)一步給出更符合實(shí)際的損傷演化律并逐步確立其參數(shù)。(3)對拉斷的試樣進(jìn)行機(jī)械加工,將加工好的試件置于精度為0.1mg的Mettler的UMT2型超微量電子天平上稱量并記錄,得到不同比重比下的損傷量。在此基礎(chǔ)上畫出損傷值D與密度ρ的關(guān)系曲線,再與參照文獻(xiàn)中密度測損模型的結(jié)果進(jìn)行對比,并對損傷-密度曲線進(jìn)行分析,得出相關(guān)結(jié)論。(4)使用金相鑲嵌機(jī)對試件進(jìn)行鑲嵌,并置于徠卡高倍光學(xué)顯微鏡下觀察,對比未受疲勞損傷的圖像,對內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行分析。同時(shí)選取方案中富代表性的損傷試樣,通過掃描電鏡更近一步觀察微觀組織的變形特征,分析其變形機(jī)理。并結(jié)合文獻(xiàn)中的疲勞損傷斷裂形式及斷口綜合分析,更深入地研究應(yīng)變速率對材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)乃至于密度的影響。本文通過密度測試法,為不同應(yīng)變速率下的Q235鋼疲勞損傷研究提供了重要的試驗(yàn)依據(jù),同時(shí)通過光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡,進(jìn)一步了解了金屬內(nèi)部微觀組織機(jī)理及其力學(xué)性能方面的變化,為以后相關(guān)的深入研究和應(yīng)用提供了有益參考。
[Abstract]:In this paper , based on the research on fatigue damage of metal materials , this paper studies the main factors affecting the fatigue damage of steel materials . In this paper , the relationship between damage value D and density 蟻 is studied by means of microscope and scanning electron microscope .

【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU511.3

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本文編號：1851097