鋼材用途十分廣泛,一旦發(fā)生破壞會(huì)造成嚴(yán)重后果,延性斷裂是其中一種非常重要的斷裂方式,因此,對鋼材延性斷裂的分析研究及預(yù)測是一個(gè)十分重要的課題,對于保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。國內(nèi)外眾多學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了一系列研究,取得了豐碩成果,從傳統(tǒng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子準(zhǔn)則、J積分準(zhǔn)則和裂縫尖端張開位移準(zhǔn)則等發(fā)展到后來的基于微觀損傷機(jī)理的延性斷裂準(zhǔn)則,提出了一系列斷裂預(yù)測模型并取得了較好的斷裂預(yù)測結(jié)果。應(yīng)力三軸度和洛德角成為描述應(yīng)力狀態(tài)的兩個(gè)重要參數(shù),是目前斷裂模型中的主要變量。鋼材延性斷裂過程包括彈性階段、強(qiáng)化階段以及軟化階段,對于前兩個(gè)階段,人們研究已經(jīng)比較充分,而對于軟化階段則研究較少。本文根據(jù)前人研究成果,采用綜合了各項(xiàng)同性硬化、應(yīng)力三軸度、洛德角及軟化階段的VMX模型。本文研究單向拉伸問題,介紹了微觀損傷機(jī)理的基本理論以及相關(guān)參數(shù)。采用Swift和Voce混合模型對頸縮之后的真實(shí)應(yīng)力-塑性應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行擬合,提高準(zhǔn)確性。采用Fortran語言編寫VUMAT子程序,將延性斷裂發(fā)展的各個(gè)階段用程序來實(shí)現(xiàn),在ABAQUS顯式分析模塊中進(jìn)行計(jì)算。本文分別對9個(gè)母材試件和9個(gè)焊縫金屬試件進(jìn)行了斷裂預(yù)測及分... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 研究斷裂的傳統(tǒng)方法及缺陷
        1.2.2 基于微觀機(jī)制的斷裂模型
    1.3 本文主要內(nèi)容
2 微觀機(jī)制斷裂模型理論
    2.1 描述應(yīng)力狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)
        2.1.1 等效塑性應(yīng)變
        2.1.2 應(yīng)力三軸度
        2.1.3 洛德角參數(shù)
    2.2 斷裂預(yù)測模型
        2.2.1 空穴增長模型VGM
        2.2.2 VMX模型
    2.3 硬化準(zhǔn)則
    2.4 軟化形式
    2.5 VUMAT子程序及算法
        2.5.1 應(yīng)力更新算法
        2.5.2 等效塑性應(yīng)變算法
        2.5.3 程序流程
    2.6 本章總結(jié)
3 強(qiáng)化模型選取及試驗(yàn)?zāi)M驗(yàn)證
    3.1 試件設(shè)計(jì)
        3.1.1 光滑圓棒試件
        3.1.2 圓周平滑槽口試件
        3.1.3 槽板試件
        3.1.4 矩形槽口試件
        3.1.5 剪拉試件
    3.2 試件應(yīng)力狀態(tài)分析
        3.2.1 母材試件應(yīng)力狀態(tài)
        3.2.2 焊縫金屬試件應(yīng)力狀態(tài)
    3.3 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線校準(zhǔn)
        3.3.1 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線校準(zhǔn)方法
        3.3.2 兩種硬化模型模擬結(jié)果與試驗(yàn)對比
        3.3.3 Swift和Voce混合硬化模型與試驗(yàn)對比
    3.4 本章總結(jié)
4 微觀損傷模型斷裂預(yù)測及分析
    4.1 裂縫開展位置的選取
        4.1.1 母材試件裂縫開展位置的選取
        4.1.2 焊縫金屬試件裂縫開展位置的選取
    4.2 不同因素對D值變化的影響
        4.2.1 指數(shù)m對斷裂過程影響
        4.2.2 臨界損傷累積量Dc對斷裂過程的影響
        4.2.3 單元格劃分對斷裂過程的影響
        4.2.4 質(zhì)量放大對斷裂過程的影響
        4.2.5 時(shí)長對斷裂過程的影響
    4.3 斷裂預(yù)測模型系數(shù)校準(zhǔn)及斷裂預(yù)測
    4.4 本章總結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Q460鋼基于微觀機(jī)制的延性斷裂判據(jù)研究[J]. 廖芳芳,王睿智,李文超,周天華.  西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[2]Q460D高強(qiáng)鋼斷裂性能試驗(yàn)研究及斷裂準(zhǔn)則的校準(zhǔn)[J]. 廖芳芳,李文超,周天華.  西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[3]鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)斷裂的研究現(xiàn)狀[J]. 廖芳芳,王偉,李文超,周天華.  建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]高強(qiáng)鋼在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 羅永峰,王熹宇,強(qiáng)旭紅,劉曉.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2015(S1)
[5]Q460D高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材循環(huán)加載試驗(yàn)研究[J]. 施剛,王飛,戴國欣,石永久,王元清.  土木工程學(xué)報(bào). 2012(07)
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[7]Q460C高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材循環(huán)加載試驗(yàn)研究[J]. 施剛,王飛,戴國欣,王元清,石永久.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
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碩士論文
[1]基于微觀損傷模型的焊縫金屬斷裂行為研究[D]. 王開明.北京交通大學(xué) 2018
[2]基于微觀損傷模型的Q460C鋼材斷裂行為研究[D]. 陳博林.北京交通大學(xué) 2017
[3]鋼產(chǎn)量與鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼量研究與分析[D]. 魏獻(xiàn)忠.西安建筑科技大學(xué) 2010
[4]基于材料混合硬化模型的輥彎成型過程仿真研究[D]. 王軍杰.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3037258