焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔洞演化特征及其多尺度損傷表征
本文選題:焊接構(gòu)件 + 多尺度損傷 ; 參考:《工程力學(xué)》2015年08期
【摘要】:為了研究結(jié)構(gòu)失效過(guò)程中焊接細(xì)節(jié)處的宏細(xì)觀損傷演化過(guò)程,以含細(xì)觀孔洞的焊接構(gòu)件為對(duì)象進(jìn)行拉伸試驗(yàn),綜合采用X-CT(X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描)和電測(cè)技術(shù)分別同步記錄拉伸過(guò)程中構(gòu)件內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)和宏觀力學(xué)性能的演化過(guò)程。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著構(gòu)件變形的增加,其宏觀性能變化表現(xiàn)為彈性模量的線性減小,同時(shí)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)演化表現(xiàn)為新孔洞的萌生和原有孔洞的增長(zhǎng),孔洞總體積隨塑性變形呈線性增加趨勢(shì),構(gòu)件在不同的變形階段,孔洞的體積與數(shù)量之間的關(guān)系都呈現(xiàn)出分形特征,分形維數(shù)隨塑性變形的增加呈平緩增加趨勢(shì)。根據(jù)構(gòu)件宏觀力學(xué)性能與其內(nèi)部孔洞總體積之間的關(guān)系,并結(jié)合分形特征的意義,提出一種多尺度損傷表征方法,并用基于Lemaitre理論的損傷量化方法對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明新的損傷表征方法不但具有更加明確的物理意義,同時(shí)還可以很好地描述細(xì)觀孔洞萌生、增長(zhǎng)直到構(gòu)件斷裂的損傷跨尺度演化導(dǎo)致失效的過(guò)程。
[Abstract]:In order to study the macro mesoscopic damage evolution process of welding details during structural failure process, the tensile test was carried out with the welding members containing meso hole, and X-CT (X ray computed tomography) and electrical measuring technique were used to synchronize the evolution process of the microstructure and macroscopic mechanical properties of the internal components in the tensile process. The results show that with the increase of the deformation of the component, the change of its macroscopic properties is the linear decrease of the modulus of elasticity. At the same time, the internal structure evolution shows the growth of the new hole and the original hole. The total volume of the hole increases linearly with the plastic deformation, and the component is in different deformation stages and the volume of the hole is between the volume and the quantity. The fractal dimension shows a fractal feature and the fractal dimension increases gently with the increase of plastic deformation. According to the relationship between the macroscopic mechanical properties of the components and the total volume of the internal pores and the significance of the fractal characteristics, a multi-scale damage characterization method is proposed, and the damage quantification method based on the Lemaitre theory is used to verify the damage. The new damage characterization method not only has a more explicit physical meaning, but also can describe the initiation of meso holes and increase the process of failure in the cross scale evolution of the damage of the component.
【作者單位】: 東南大學(xué)土木工程學(xué)院工程力學(xué)系;東南大學(xué)江蘇省工程力學(xué)分析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11072060)
【分類(lèi)號(hào)】:TG406
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):2051845
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