【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展,工業(yè)界對(duì)設(shè)備安全性、穩(wěn)定性的要求越來越高,這就要求科技工作者們?cè)趹?yīng)用傳統(tǒng)的無損探傷技術(shù)保證缺陷的檢出外,還需要探索出一條檢測服役設(shè)備材料性能變化的途徑。沖擊吸收能量作為一種應(yīng)用廣泛、重點(diǎn)關(guān)注的力學(xué)性能指標(biāo),在設(shè)備的安全運(yùn)行過程中至關(guān)重要。但傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法,需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行破壞性取樣,往往無法應(yīng)用于服役設(shè)備,只能作為事故發(fā)生后的測試手段;而現(xiàn)有的測算方法,又需要相對(duì)沖擊吸收能量更為復(fù)雜的材料參數(shù)作為測算基礎(chǔ)。這導(dǎo)致了沖擊吸收能量的進(jìn)一步有效應(yīng)用十分受限。因此,研究一種可以應(yīng)用于服役設(shè)備在線檢測沖擊吸收能量的方法,就成為了不少研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。針對(duì)這一問題,作者開展了自動(dòng)球壓痕壓入試驗(yàn)測算壓力容器用鋼沖擊吸收能量的方法研究,并對(duì)該方法進(jìn)行了試驗(yàn)、模擬驗(yàn)證,得到了以下成果:1、對(duì)常見壓力容器用鋼 SA508-3、SA516Gr70、30408、18MnMoNbR 和 Q345R進(jìn)行壓入、快速拉伸、夏比沖擊、沖擊止裂等試驗(yàn),得到了中應(yīng)變率下這幾種材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,實(shí)際觀測到了沖擊試樣的啟裂位置;2、結(jié)合壓入、快速拉伸、沖擊等試驗(yàn)中材料損傷的物理本質(zhì),探索其關(guān)聯(lián)性,成功的利用快速拉伸、剪切試驗(yàn),將沖擊與壓入試驗(yàn)關(guān)聯(lián)了起來;3、建立了一種通過壓入試驗(yàn)測算金屬材料沖擊吸收能量的方法;4、通過試驗(yàn)對(duì)以上測算方法進(jìn)行了驗(yàn)證,證明了本方法的有效性,結(jié)果顯示,在采用平均沖擊啟裂功占比測算時(shí),SA508誤差36.94%,其余材料不超過20%;在采用各材料自身沖擊啟裂功占比測算時(shí),誤差均在11%以內(nèi)。得出該方法準(zhǔn)確性對(duì)大多數(shù)材料較好,且未來可以通過建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步提高精度的結(jié)論;該測算方法穩(wěn)定性較好,引入5%的隨機(jī)誤差后引起的結(jié)果變化不超過6%,足以滿足工程上對(duì)測試方法穩(wěn)定性的需求。
【圖文】：

２００４年，Ｄｕｎｎｅ等人通過測定淬火回火鋼和焊接鋼的化學(xué)成分、微觀組逡逑織參數(shù)及夾雜物尺寸，建立了基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的鋼材沖擊吸收能量的預(yù)報(bào)模逡逑型，該方法預(yù)測過程如圖１－２所示。然而，雖然該研宄建立了預(yù)報(bào)模型，由于該逡逑模型較為復(fù)雜，輸入?yún)?shù)較多，該模型主要用于優(yōu)化工藝參數(shù)及合金成分分析設(shè)逡逑計(jì)，而并未廣泛應(yīng)用于沖擊吸收能量的預(yù)測。逡逑２００６年，，重慶大學(xué)的陳民鈾與謝菲爾德大學(xué)的ＬｉｎｋｅｎｓＰｌ合作研宄了基于神逡逑經(jīng)模糊模型的沖擊吸收能量預(yù)測方法，該研宄除了處理材料成分信息，還將鋼材逡逑生產(chǎn)時(shí)的工藝參數(shù)一一包括板坯加熱溫度、終乳溫度等一一納入了考量，并能在逡逑４逡逑

逡逑ＳＨＰＢ實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖１－４所示，試驗(yàn)時(shí)子彈由左側(cè)射出，撞擊入射桿，逡逑以此產(chǎn)生一個(gè)在入射桿－試件－透射桿－吸收桿－阻尼器之間往復(fù)的應(yīng)力波，貼在入逡逑射桿和透射桿上的應(yīng)變片會(huì)記錄下過程中的應(yīng)變信號(hào)，并通過它來計(jì)算材料的動(dòng)逡逑態(tài)性能參數(shù)［８１］。逡逑子旁平源入封ｆｆ邋Ｅ．變片邐玟件邐Ｅ變片違射桿邐吒￥懺＿＿逡逑ｆｊ＇ｓｉｇ邐——逡逑玉據(jù)￡最與處ｉＳ］逡逑圖１－４邋ＳＨＰＢ實(shí)驗(yàn)裝置示意圖？逡逑而在材料動(dòng)態(tài)性能的探索過程中，相比于高應(yīng)變率，中應(yīng)變率材料性能的獲逡逑取更加困擾著研究者們［７＾８４］：首先，相比于高應(yīng)變率實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ逡逑桿實(shí)驗(yàn)裝置，中應(yīng)變率實(shí)驗(yàn)的設(shè)備遠(yuǎn)不夠普及；其次，中應(yīng)變率實(shí)驗(yàn)時(shí)需要高速逡逑加載，這會(huì)在夾持端產(chǎn)生慣性效應(yīng)，使得試驗(yàn)中載荷、位移數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確獲��；逡逑最次，目前尚沒有通用的測試數(shù)據(jù)處理方法。針對(duì)這些問題，２０１５年，白春玉等逡逑人［８５］研宄了如何使用ＩＮＳＴＲＯＮ高速材料實(shí)驗(yàn)機(jī)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH49;TG142

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