延性材料的單軸應力應變關(guān)系和斷裂韌性（如J阻力曲線）是結(jié)構(gòu)安全評定的基礎(chǔ)內(nèi)容,一直是結(jié)構(gòu)完整性研究的重點和難點。隨著小尺寸結(jié)構(gòu)件的廣泛應用和對服役構(gòu)件進行微損或無損試驗日益迫切的需要,采用小尺寸試樣來獲取延性材料力學性能及實現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全評價有重要學術(shù)價值和工程意義。本文在3個方面開展了深入細致的創(chuàng)新研究:基于不同幾何構(gòu)型的Ⅰ型裂紋試樣測試材料斷裂韌性的方法;基于傳統(tǒng)小沖桿試驗和圓片小試樣側(cè)壓試驗獲取延性材料單軸等效應力應變關(guān)系曲線的方法;基于小試樣破壞試驗獲取延性材料臨界破斷準則和延性斷裂韌性的方法。主要完成了以下工作:（1）基于能量等效方法,提出了描述不同幾何構(gòu)型Ⅰ型裂紋試樣的半解析載荷P與位移h關(guān)系（Semianalytical load vs.displacement,S-LD）模型和半解析J積分與載荷關(guān)系（Semianalytical J-integral vs.load,S-JL）模型,并借助簡單有限元分析（Finite element analysis,FEA）標定了模型常數(shù);對緊湊拉伸（Compact tension,CT）、內(nèi)缺口C形拉伸（C-shaped inside ... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

試樣臨界韌性JC隨厚度變化情況

圖中△L 等同于本文所述試樣的加載線位移 h。當試驗測得裂紋試樣的 P~h 曲線后，代入圖1-3，通過各交點可獲得試樣對應的 J 積分和實時裂紋長度，進一步可獲取試樣完整的J 阻力曲線。類似的，Yagawa 等[94, 95]借助 EPRI 手冊思路，利用三維有限元精細分析得到了表面裂紋試樣控制點的 J 積分表達式，并成功用于描述試樣的裂紋擴展行為。Qian 等[96, 97]根據(jù) EPRI 手冊思路利用有限元精細分析對多種試樣 J 阻力曲線進行了求解，得到了有一定意義的結(jié)果。但上述方法求解彈塑性問題時存在明顯缺點，如方法的理論性不足，需要借助大量有限元精細分析來確定試樣的彈塑性關(guān)系

(e) Mini-SEB圖 3-5 5 種裂紋試樣試驗照片圖 3-5 給出了 CT、CIET、COEC、SEB 和 Mini-SEB 試樣與夾具及位移引伸計安裝的試驗照片。針對 Cr2Ni2MoV 和 26NiCrMoV11-5 鋼，圖 3-6 和圖 3-7 分別給出了在相同幾何尺寸下由 S-LD 模型預測的及試驗獲得的 CT 試樣 P~h 曲線，兩類曲線在分離點之前密切重合，可見在試樣裂紋發(fā)生擴展之前，經(jīng)受了有限元數(shù)值分析的 S-LD 模型也得到了試驗的驗證支持。圖 3-8 和圖 3-9 分別給出了上述兩種材料通過 FT-TEE 方法和傳統(tǒng)載荷分離方法獲取的 J 阻力曲線，可以看到，針對不同裂紋長度的 3 個 CT 試樣，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]延性材料斷裂準則與平面應變斷裂韌度[J]. 韓光照,蔡力勛,姚迪,于思淼.  航空學報. 2018(08)
[2]基于試驗與有限元耦合技術(shù)的延性材料全程單軸本構(gòu)關(guān)系獲取方法[J]. 姚迪,蔡力勛,包陳,吉昌兵.  固體力學學報. 2014(03)
[3]直流電位法自動檢測高溫疲勞裂紋長度的研究及應用[J]. 丁傳富,王亮,劉建中.  實驗室研究與探索. 2007(10)

博士論文
[1]面內(nèi)/面外統(tǒng)一拘束參數(shù)及其與材料及焊接接頭斷裂韌性的關(guān)聯(lián)[D]. 楊杰.華東理工大學 2014
[2]材料力學測試技術(shù)中的理論方法與實驗應用[D]. 包陳.西南交通大學 2011



本文編號：3297382