本文關鍵詞：添加稀土元素的鎢基合金沖擊韌性缺口敏感性研究

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【摘要】：高密度鎢合金具有許多的優(yōu)良特性,其不論在軍事工業(yè)還是民用工業(yè)中都有廣泛的應用。實際的鎢合金材料,在制備、運輸、加工過程中會存在缺口�！叭笨谛睍䦟Σ牧狭W性能產生很多的影響。本論文首先選取了兩組鎢合金試樣:一組為不帶缺口的試樣,另一組為標準V型缺口試樣。在沖擊試驗機上分別對這兩組試樣進行沖擊試驗,對試驗機上數據進行數理統(tǒng)計之后,進行相應計算得到兩組試樣的沖擊韌性值。之后,利用有限元分析軟件ANSYS/ls-dyna對這兩組試樣的沖擊過程進行模擬,通過比對實驗結果與模擬結果,驗證了模擬方法的正確性與可行性。利用軟件的后處理功能,查看并分析了鎢合金試樣沖擊過程中相應物理量的變化情況。最后,設計了共計11種缺口高度的試樣,并利用有限元軟件模擬了其沖擊過程。通過對模擬結果中韌性值的分析,得到鎢合金沖擊韌性之間缺口大致變化情況,即鎢合金沖擊韌性缺口敏感性。本文中所得具體的結論如下:通過試驗發(fā)現:不帶缺口的鎢合金試樣相較于標準V型缺口鎢合金試樣,具有較大的沖擊韌性。其中不帶缺口的鎢合金試樣的沖擊韌性為164J/cm2,而標準V型缺口鎢合金試樣的沖擊韌性為117 J/cm2,兩者相差47 J/cm2。不帶缺口的試樣,模擬所得的沖擊韌性值為為158 J/cm2,與實驗值相差4%;標準V型缺口試樣沖擊韌性的模擬值為108J/cm2,與實驗值相差7%。實驗值與模擬值相差較小,故認為利用ANSYS/ls-dyna對鎢合金沖擊過程模擬具有較好的精度和可行性。利用ANSYS/ls-dyna的后處理功能分別對即將斷裂時刻兩組鎢合金的應變、應力、應變率等進行了觀察,發(fā)現:相較于不帶缺口的鎢合金試樣,標準V型試樣達到即將破壞時刻所經歷的時間較短:在缺口處具有較大的應變率、較小的應力集中區(qū)域。這兩方面綜合作用決定了帶缺口的試樣具有較小的沖擊韌性。利用ANSYS/ls-dyna模擬了缺口高度在0~2mm之間共11組試樣的沖擊過程。通過模擬結果發(fā)現:鎢合金的沖擊韌性隨缺口高度的變化較為明顯,即鎢合金具有較大的缺口敏感性;帶缺口試樣的ci?值在0.21~0.3之間變化較小。
【關鍵詞】：鎢合金 沖擊韌性 缺口敏感性 有限元 ANSYS
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.411
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 1.緒論9-17
• 1.1 工程背景9-15
• 1.1.1 鎢基合金的應用背景9-10
• 1.1.2 鎢基高密度合金的研究現狀10-14
• 1.1.3 缺口敏感性的相關研究14-15
• 1.2 本文主要研究內容15-17
• 2.沖擊理論與工程技術17-29
• 2.1 引言17-18
• 2.2 力學理論18-23
• 2.2.1 宏觀斷裂力學18-19
• 2.2.2 材料屈服準則19
• 2.2.3 材料的失效或破壞19-21
• 2.2.4 連續(xù)介質力學方程21-22
• 2.2.5 細觀斷裂力學理論及宏細觀斷裂力學理論22-23
• 2.3 有限元法理論23-26
• 2.3.1 有限元法簡介23-24
• 2.3.2 有限元法的算法簡介24-26
• 2.4 無網格SPH法26-29
• 2.4.1 有限元法的局限性26-27
• 2.4.2 無網格法的優(yōu)點及主要的無網格方法27-29
• 3.沖擊實驗與結果29-35
• 3.1 實驗設備29-32
• 3.1.1 實驗設備原理29-31
• 3.1.2 實驗設備技術參數31-32
• 3.2 試樣及沖擊試驗32-33
• 3.3 沖擊試驗結果33-34
• 3.4 沖擊斷口的SEM微觀形貌分析34-35
• 4.沖擊過程模擬35-55
• 4.1 ANSYS/ls-dyna軟件簡介35-38
• 4.1.1 ANSYS軟件簡介35-37
• 4.1.2 ls-dyna軟件簡介37-38
• 4.2 ANSYS/ls-dyna模擬步驟38-44
• 4.2.1 前言38-40
• 4.2.2 模擬步驟40-44
• 4.3 模擬可行性驗證44-45
• 4.4 模擬結果分析45-52
• 4.4.1 兩組不同缺口鎢合金試樣的沖擊功分析45-46
• 4.4.2 兩組不同缺口鎢合金試樣的位移云圖46-48
• 4.4.3 兩組不同缺口鎢合金試樣的應變云圖48-49
• 4.4.4 兩組不同缺口鎢合金試樣的應力云圖49-50
• 4.4.5 兩組不同缺口鎢合金試樣的應變率云圖50-51
• 4.4.6 鎢合金試樣沖擊過程中沖擊錘加速度變化51-52
• 4.5 鎢合金沖擊韌性缺口敏感性52-54
• 4.6 本章小結54-55
• 5.結論與展望55-57
• 5.1 結論55
• 5.2 展望55-57
• 參考文獻57-61
• 附錄碩士研究生學習階段發(fā)表論文61-62
• 致謝62

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前5條

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本文編號：827747