本文關鍵詞：低應力三軸度下冷軋硅鋼的細觀損傷行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬板材作為工業(yè)基礎材料,被廣泛應用于民用和軍用工業(yè)各個領域。軋制工藝是生產(chǎn)金屬板材的終端環(huán)節(jié),而軋制過程中,軋件邊部較低應力三軸度的應力狀態(tài)會導致邊部開裂或斷裂的事故發(fā)生,從而影響軋制生產(chǎn)的連續(xù)性和軋件質(zhì)量。金屬材料塑性斷裂研究往往更多集中在高應力三軸度條件,而對于低應力三軸度下的韌性材料的細觀損傷行為還缺乏系統(tǒng)的研究。本文以冷軋硅鋼板為研究對象,通過實驗分析和有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,考察了低應力三軸度下,三維球形孔洞體胞模型的應力應變分布規(guī)律和變化趨勢；研究了孔洞和基體體積的變化規(guī)律,并通過在有限元軟件ABAQUS定義用戶子程序USDFLD中定義臨界等效塑性應變?yōu)閱卧袚?jù),進一步分析了孔洞擴展規(guī)律和材料的損傷失效行為,建立了以斷裂塑性應變?yōu)閾p傷參量的韌性材料損傷失效判據(jù)；通過實驗驗證的方法進一步修正數(shù)值模型；最后應用該損傷失效判據(jù)探討了應力三軸度和Lode參數(shù)對韌性材料損傷行為的影響。研究表明：1)以孔洞體積百分比為斷裂參量的傳統(tǒng)孔洞擴展模型并不適用于材料承受低應力三軸度的應力狀態(tài)下。2)斷裂塑性應變充分考慮了載荷的加載歷史和載荷的累積效應,并且與外載間存在單調(diào)函數(shù)關系,因此,可以作為損傷參量來研究低應力三軸度下韌性材料的損傷行為。3)Lode參數(shù)和應力三軸度都會對材料的細觀損傷行為產(chǎn)生影響。Lode參數(shù)不變的條件下,材料的斷裂塑性應變隨著應力三軸度的增大呈現(xiàn)先減小后增大的規(guī)律；固定應力三軸度的條件下,材料的斷裂塑性應變隨著Lode參數(shù)的增大也呈現(xiàn)先減小后增大的規(guī)律。但應力三軸度對材料損傷行為的影響比Lode參數(shù)更顯著。
【關鍵詞】：低應力三軸度 韌性材料 細觀損傷 有限元分析
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG335.12;TG142
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 金屬材料軋制過程研究的發(fā)展與現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 軋制力模型的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 軋制過程的仿真研究現(xiàn)狀11
• 1.3 金屬材料塑性損傷失效研究的發(fā)展及應用11-17
• 1.3.1 宏觀斷裂力學的發(fā)展及應用12-13
• 1.3.2 細觀損傷力學的發(fā)展13-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容和方法17-19
• 第2章 低應力三軸度下的材料損傷行為的試驗分析19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 試驗設備及試樣介紹19-21
• 2.2.1 試驗設備19-20
• 2.2.2 試驗試樣20-21
• 2.3 試驗過程和結(jié)果分析21-34
• 2.3.1 試驗過程21-22
• 2.3.2 試驗結(jié)果分析22-34
• 2.4 小結(jié)34-35
• 第3章 基于斷裂應變失效準則的韌性材料損傷模型35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 損傷模型中的材料參數(shù)35-38
• 3.3 三維體胞模型簡介38-40
• 3.3.1 體胞幾何尺寸38-39
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分39
• 3.3.3 邊界條件和載荷39-40
• 3.4 損傷模型中的單元失效準則40-45
• 3.4.1 低應力三軸度下的孔洞變形分析40-42
• 3.4.2 臨界等效塑性應變作為損傷參量的失效分析42-45
• 3.5 小結(jié)45-47
• 第4章 低應力三軸度下的材料損傷行為的數(shù)值分析和模型修正47-64
• 4.1 引言47
• 4.2 不同低應力三軸度下材料損傷行為分析47-59
• 4.2.1 純剪切應力狀態(tài)下材料的損傷行為分析47-50
• 4.2.2 T=0.05時的材料損傷行為分析50-53
• 4.2.3 T=0.1時的材料損傷行為分析53-56
• 4.2.4 T=0.15時的材料損傷行為分析56-59
• 4.3 細觀損傷模型的修正59-61
• 4.4 Lode參數(shù)對材料損傷行為的影響61-62
• 4.5 小結(jié)62-64
• 第5章 總結(jié)與展望64-67
• 5.1 要內(nèi)容與結(jié)論64-65
• 5.2 主要創(chuàng)新點65
• 5.3 后期工作展望65-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-72
• 附錄：攻讀碩士學位期間的主要成果72

【參考文獻】

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本文編號：274511