本文關(guān)鍵詞：環(huán)形裂紋小沖桿試樣精度確定和試驗研究

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【摘要】：小沖桿測試可以微損取樣評估石化行業(yè)在役設(shè)備材料劣化性能,具有較好的發(fā)展?jié)摿�。常�?guī)小沖桿試樣沒有開缺口或者裂紋,評價材料斷裂韌性存在困難。對常規(guī)小沖桿試樣開環(huán)形裂紋,符合試樣的斷裂規(guī)律,比其他類型裂紋拘束度高,環(huán)形裂紋試樣的軸對稱結(jié)構(gòu)有利于研究材料斷裂韌性。本文通過有限元模擬設(shè)計了環(huán)形裂紋試樣,研究不同裂紋誤差因素對試驗的影響,討論了加工方法的可行性問題。進(jìn)行不同深度環(huán)形裂紋試樣的小沖桿試驗和有限元分析,本文主要的研究成果如下：(1)用有限元分析方法確定了環(huán)形裂紋的最優(yōu)化加工直徑φ2mm。(2)提出環(huán)形裂紋小沖桿試樣裂紋精度范圍：裂尖半徑范圍p5μm,0.5mm深度h1誤差小于±2%,缺口寬度10200μm。(3)確定可行的環(huán)形裂紋加工方法,提出裂紋加工的定位、對中和深度控制方法。檢測發(fā)現(xiàn)加工裂紋誤差在允許誤差范圍內(nèi)。(4)觀察不同深度環(huán)形裂紋試樣的裂紋擴(kuò)展情況,獲得不同深度裂紋試樣的啟裂點確定方法。以0.5mm深缺口試樣為主要研究對象,確定了試樣失效模式和裂紋類型比例,獲得環(huán)形裂紋試樣啟裂點J積分。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)形裂紋 小沖桿試驗法 有限元分析 J積分
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ050.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 符號說明10-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 背景及意義11-12
• 1.2 小沖桿試驗方法12-13
• 1.2.1 小沖桿試驗原理12-13
• 1.3 小沖桿技術(shù)評價材料斷裂韌性的研究13-24
• 1.3.1 經(jīng)驗關(guān)聯(lián)法13-15
• 1.3.2 應(yīng)變能密度法15-16
• 1.3.3 反向有限元法16-17
• 1.3.4 預(yù)制裂紋SP試樣研究17-24
• 1.4 本文研究內(nèi)容24-26
• 第2章 環(huán)形裂紋SP試樣設(shè)計26-37
• 2.1 引言26
• 2.2 試驗材料及常規(guī)力學(xué)性能試驗26-30
• 2.2.1 試樣材料及取樣方向26-27
• 2.2.2 常規(guī)拉伸性能測試27-28
• 2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)斷裂韌性測試28-30
• 2.3 有限元方法分析思路30-33
• 2.3.1 材料參數(shù)的確定30-32
• 2.3.2 二維小沖桿有限元模型介紹32-33
• 2.4 有限元方法確定環(huán)形裂紋尺寸33-35
• 2.4.1 有限元分析確定環(huán)形裂紋直徑33-35
• 2.4.2 裂紋深度選擇35
• 2.5 環(huán)形裂紋SP試樣類型35-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 SP試樣環(huán)形裂紋精度確定及加工可行性研究37-52
• 3.1 引言37
• 3.2 有限元分析確定環(huán)形裂紋精度37-45
• 3.2.1 環(huán)形裂紋尖端半徑允許范圍38-42
• 3.2.2 環(huán)形裂紋深度允許誤差42-44
• 3.2.3 環(huán)形裂紋缺口寬度允許范圍44-45
• 3.3 環(huán)形裂紋加工精度可行性確定45-47
• 3.3.1 裂紋加工方法比較及選擇45-46
• 3.3.2 環(huán)形裂紋加工精度控制方法46-47
• 3.4 環(huán)形裂紋SP試樣整個制備方法47-48
• 3.5 環(huán)形裂紋SP試樣合格性檢測48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第4章 0.5mm深度環(huán)形裂紋SP試樣試驗分析研究52-72
• 4.1 引言52
• 4.2 0.5mm深度環(huán)形裂紋試樣小沖桿試驗52-59
• 4.2.1 SP試驗裝置52-53
• 4.2.2 環(huán)形裂紋SP試樣試驗方法53
• 4.2.3 SP試驗機(jī)剛度測試53-54
• 4.2.4 典型環(huán)形裂紋SPT曲線解釋54-56
• 4.2.5 0.5mm深度環(huán)形裂紋SP試驗結(jié)果56-57
• 4.2.6 0.5mm深環(huán)形裂紋試樣啟裂點確定57-59
• 4.3 0.5mm深環(huán)形裂紋SP試樣試驗?zāi)M和J積分計算59-65
• 4.3.1 三維有限元建模60-62
• 4.3.2 三維有限元模擬分析62-65
• 4.3.3 預(yù)制裂紋微試樣啟裂點J積分計算65
• 4.4 環(huán)形裂紋試樣斷口形貌研究65-68
• 4.4.1 試樣斷口宏觀形貌研究66
• 4.4.2 試樣斷口微觀形貌研究66-68
• 4.5 環(huán)形裂紋試樣SPT的失效模式分析68-71
• 4.5.1 有限元分析裂尖單元應(yīng)力68-70
• 4.5.2 環(huán)形裂紋SPT裂紋類型比例計算70-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第5章 不同深度環(huán)形裂紋SP試樣試驗分析研究72-80
• 5.1 引言72
• 5.2 不同深度環(huán)形裂紋試樣試驗結(jié)果72-78
• 5.2.1 不同深度環(huán)形裂紋試樣SPT曲線72-74
• 5.2.2 不同深度環(huán)形裂紋試樣斷口形貌比較74-75
• 5.2.3 其他深度裂紋試樣啟裂點分析75-78
• 5.3 不同深度環(huán)形裂紋試樣試驗與有限元模擬比較78
• 5.4 本章小結(jié)78-80
• 第6章 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 結(jié)論80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 在讀期間研究成果87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：683414