現(xiàn)代過程工業(yè)裝備傾向于大型化,工藝條件趨向于苛刻化,為保證裝置的安全運(yùn)行,結(jié)構(gòu)完整性評估和風(fēng)險分析技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。二者分析的基礎(chǔ)是在役設(shè)備材料力學(xué)性能測定。斷裂韌度作為材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力,是設(shè)備服役過程中必須重點(diǎn)關(guān)注的力學(xué)性能指標(biāo)。因此,研究在役設(shè)備無需取樣的斷裂韌度測試技術(shù),可以在保證裝置安全服役的同時獲取最大經(jīng)濟(jì)效益。針對這一研究熱點(diǎn)和難點(diǎn),作者開展了連續(xù)球壓頭壓入試驗測算材料斷裂韌度機(jī)理、臨界壓入能模型(Critical Indentation Energy,簡稱CIE模型)修正、常溫和高溫條件下CIE修正模型驗證等研究工作,具體如下:在掃描電鏡下觀測緊湊拉伸試樣、壓入試樣、拉伸試樣、純剪切試樣斷口和剖面損傷的微觀形貌,表明緊湊拉伸試樣和拉伸試樣的斷口形貌均為微孔聚合型的等軸韌窩,剖面損傷的微觀形貌均為球形(橢球形)微孔洞,二者損傷機(jī)理相同,基體材料內(nèi)部夾雜顆�；蚨蜗嗔Ｗ釉诶鞈�(yīng)力作用下與基體脫粘是微孔洞形核的主要原因。壓入試樣和純剪切試樣的斷口形貌均為剪切韌窩(壓入試樣傾向于在剪應(yīng)力作用下開裂,但其處于壓縮應(yīng)力場下,并未產(chǎn)生宏觀裂紋),剖面損傷的微觀形貌均表現(xiàn)為楔形孔洞...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 壓入試驗法概述
    1.3 斷裂韌度壓入試驗測試方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 壓痕斷裂能模型
        1.3.2 Haggag斷裂韌度模型
        1.3.3 臨界壓入能模型
        1.3.4 臨界壓入應(yīng)力和臨界壓入應(yīng)變模型
    1.4 韌性材料微觀損傷機(jī)理研究現(xiàn)狀
    1.5 存在問題及研究內(nèi)容
第2章 試驗方法與過程
    2.1 試驗材料
    2.2 常規(guī)力學(xué)性能試驗
        2.2.1 拉伸試驗
        2.2.2 斷裂試驗
        2.2.3 純剪切試驗
    2.3 連續(xù)球壓頭壓入試驗
        2.3.1 常溫下連續(xù)球壓頭壓入試驗
        2.3.2 高溫下連續(xù)球壓頭壓入試驗
    2.4 加卸載拉伸試驗
    2.5 斷口和剖面損傷微觀觀測
    2.6 小結(jié)
第3章 有限元模擬方法與過程
    3.1 裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài)的有限元模擬
        3.1.1 幾何模型和邊界條件
        3.1.2 材料屬性確定
        3.1.3 銷釘與銷孔間的摩擦系數(shù)
        3.1.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    3.2 壓頭下方應(yīng)力狀態(tài)的有限元模擬
        3.2.1 幾何模型和邊界條件
        3.2.2 材料屬性確定
        3.2.3 壓頭與試樣間的摩擦系數(shù)
        3.2.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    3.3 小結(jié)
第4章 連續(xù)球壓頭壓入試驗測算斷裂韌度機(jī)理研究
    4.1 材料斷口和剖面損傷微觀形貌
        4.1.1 緊湊拉伸試樣斷口和剖面損傷微觀形貌
        4.1.2 壓入試樣剖面損傷微觀形貌
        4.1.3 拉伸試樣斷口和剖面損傷微觀形貌
        4.1.4 純剪切試樣斷口和剖面損傷微觀形貌
    4.2 各試樣應(yīng)力狀態(tài)分析
        4.2.1 疲勞預(yù)制裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài)分析
        4.2.2 壓頭下方應(yīng)力狀態(tài)分析
        4.2.3 拉伸試樣應(yīng)力狀態(tài)分析
        4.2.4 純剪切試樣應(yīng)力狀態(tài)分析
    4.3 材料斷裂(損傷)機(jī)理的異同性分析
    4.4 臨界拉伸損傷度和臨界剪切損傷度關(guān)聯(lián)分析
    4.5 小結(jié)
第5章 臨界壓入能模型(CIE模型)的修正
    5.1 CIE模型存在問題探討
    5.2 臨界剪切損傷度的確定
    5.3 有效彈性模量的計算
    5.4 壓痕周邊堆積/沉陷現(xiàn)象研究
        5.4.1 壓痕周邊宏觀形貌
        5.4.2 量綱分析
        5.4.3 壓痕輪廓曲線的影響因素分析
        5.4.4 堆積系數(shù)公式推導(dǎo)
    5.5 小結(jié)
第6章 CIE修正模型的有效性驗證
    6.1 CIE模型斷裂韌度測算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對比分析
        6.1.1 常規(guī)斷裂韌度試驗結(jié)果
        6.1.2 CIE模型斷裂韌度測算結(jié)果
        6.1.3 對比分析
    6.2 常溫下CIE修正模型的有效性驗證
        6.2.1 常溫下CIE修正模型的準(zhǔn)確性分析
        6.2.2 常溫下CIE修正模型的穩(wěn)定性分析
    6.3 高溫下CIE修正模型的有效性驗證
        6.3.1 機(jī)架柔度矯正
        6.3.2 高溫下CIE修正模型的適用性分析
        6.3.3 高溫下CIE修正模型的敏感性分析
    6.4 小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位論文期間發(fā)表論文與參與課題情況
附件



本文編號：3776043