止裂孔對金屬板材疲勞壽命的影響規(guī)律復雜多變,是目前研究的熱點之一。本文以一種工業(yè)用鋼為對象,研究了止裂孔的形狀及位置對板材試樣疲勞裂紋擴展性能及斷裂機理的影響規(guī)律,主要研究內(nèi)容如下:1、采用直徑為4 mm的圓形/長徑為4mm,短徑為2mm的橢圓形止裂孔,研究了疲勞裂紋尖端切除量（分別為0.3 mm、0.6 mm和0.9 mm）對金屬板材擴展緊湊拉伸試樣（E-CT試樣）疲勞裂紋擴展速率及壽命的影響規(guī)律,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)在裂紋尖端切除量為0.6 mm的橢圓形止裂孔對疲勞壽命增加的幅度最大,比常規(guī)試樣的疲勞壽命增加了約400%。并分別對含裂紋尖端試樣進行金相組織和顯微維氏硬度進行觀察與測量,分析裂紋尖端塑性區(qū)的位置及大小,探究塑性區(qū)與裂紋尖端對疲勞裂紋擴展壽命及規(guī)律的影響。2、采用5mm的直線與兩側(cè)半徑為3mm的圓弧及直徑為1.2mm的圓孔組成的止裂線,研究了止裂線對金屬板材擴展緊湊拉伸試樣（E-CT試樣）疲勞裂紋擴展速率及壽命的影響規(guī)律,并分別對即將瞬斷的裂紋尖端試樣進行金相組織和顯微維氏硬度進行觀察與測量,分析裂紋尖端塑性區(qū)的位置及大小,探究塑性區(qū)對再對含裂紋尖端試樣進行金相組織及顯微硬度的... 

【文章來源】：長安大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及選題意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 裂紋尖端塑性區(qū)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 非線性分析疲勞裂紋擴展研究現(xiàn)狀
    1.3 疲勞裂紋擴展與塑性區(qū)
        1.3.1 裂紋尖端應力場
        1.3.2 裂紋尖端塑性區(qū)尺寸
    1.4 疲勞裂紋擴展與延壽
        1.4.1 疲勞裂紋擴展階段
        1.4.2 疲勞裂紋尖端鈍化
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 止裂孔對板材試樣疲勞裂紋擴展速率的影響規(guī)律研究
    2.1 材料及試樣的制備
    2.2 母材的疲勞裂紋擴展實驗
    2.3 疲勞裂紋擴展實驗分組
        2.3.1 確定表面裂紋與內(nèi)部裂紋關系
        2.3.2 試驗分組
    2.4 含止裂孔試樣疲勞裂紋擴展速率試驗
    2.5 含止裂孔試樣疲勞裂紋擴展性能
        2.5.1 母材與含止裂孔試樣疲勞裂紋擴展a-N曲線
        2.5.2 母材與含止裂孔試樣疲勞裂紋擴展速率曲線
    2.6 疲勞裂紋尖端的塑性區(qū)分析
    2.7 疲勞裂紋擴展延壽分析
    2.8 本章小結(jié)
第三章 止裂孔對板材試樣疲勞裂紋擴展性能影響規(guī)律研究
    3.1 止裂孔試樣金相組織實驗
        3.1.1 金相試樣的制作
        3.1.2 止裂孔試樣金相組織分析
    3.2 止裂孔試樣顯微硬度實驗
        3.2.1 顯微硬度測試路徑
        3.2.2 止裂孔試樣顯微硬度分布曲線
    3.3 本章小結(jié)
第四章 止裂線對板材試樣疲勞裂紋擴展性能影響規(guī)律研究
    4.1 含止裂線試樣疲勞裂紋擴展速率試驗及分析
        4.1.1 試樣的制備
        4.1.2 母材與含止裂線試樣疲勞裂紋擴展a-N曲線對比分析
        4.1.3 母材與含止裂線試樣疲勞裂紋擴展速率曲線對比分析
    4.2 含止裂線試樣金相組織分析
    4.3 含止裂線試樣顯微維氏硬度分布曲線
        4.3.1 顯微硬度測量路徑
        4.3.2 止裂線試樣顯微硬度分布曲線
        4.3.3 硬度法確定裂紋尖端塑性區(qū)
    4.4 含止裂線試樣疲勞裂紋斷口分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 止裂孔形狀及位置對裂尖塑性區(qū)和疲勞裂紋擴展影響仿真分析
    5.1 有限元與疲勞裂紋尖端塑性區(qū)
    5.2 有限元模型建立
        5.2.1 建立模型
        5.2.2 網(wǎng)格劃分
        5.2.3 載荷加載與約束條件
        5.2.4 結(jié)果分析
    5.3 含止裂線試件尖端應力場有限元分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻
攻讀碩士期間研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]裂紋尖端塑性區(qū)三維有限元分析[J]. 劉強,王芳,黃小平,崔維成.  船舶力學. 2006(05)
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博士論文
[1]高強鋼雙金屬焊接疲勞裂紋擴展機理及組織演化規(guī)律研究[D]. 張春國.長安大學 2013
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碩士論文
[1]納米晶體材料中的納米級非晶化對裂紋鈍化的影響[D]. 彭俊.湖南大學 2016
[2]5E62鋁合金疲勞裂紋擴展行為的有限元模擬[D]. 劉家菊.北京工業(yè)大學 2015
[3]等幅載荷下的p-da/dN-ΔK曲線的試驗方案及擬合方法研究[D]. 林俊.東北大學 2011
[4]齒輪疲勞壽命及齒根裂紋仿真分析[D]. 沈亮.重慶大學 2011
[5]裂紋尖端疲勞塑性區(qū)研究[D]. 滕項銘.上海交通大學 2011
[6]金屬材料斷裂韌性的研究[D]. 張志明.上海交通大學 2011



本文編號：3143373