拉伸、沖擊和COD試件加載過程的模擬及臨界參數(shù)確定.pdf

1、本文對三種微觀組織(細(xì)晶細(xì)碳化物FF、細(xì)晶粗碳化物FC、粗晶粗碳化物CC)的16MnR鋼預(yù)裂紋試樣和缺口試樣在韌脆轉(zhuǎn)變下平臺溫度區(qū)間(-60℃～100℃)的解理斷裂機(jī)制，以及對NiCrMoV系低碳貝氏體高強鋼MAG焊得到的DM4-1、DM4-5兩種焊接接頭在不同溫度(室溫RT、-50℃、-110℃、-196℃)下的拉伸性能以及母材和三種焊接接頭在-196℃的沖擊性能進(jìn)行了研究。
　　 通過應(yīng)用大型有限元商業(yè)軟件ABAQUS建立三

2、點彎曲COD預(yù)裂紋模型、夏比V型缺口模型以及焊接接頭圓棒拉伸模型，模擬不同階段的應(yīng)力應(yīng)變場分布，通過實驗參數(shù)計算的COD值和解理起裂位置Xf值結(jié)合有限元計算的相應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變分布曲線，測得16MnR鋼三種不同組織結(jié)構(gòu)材料的各試樣在不同溫度下發(fā)生解理斷裂時的起裂點處的細(xì)觀斷裂應(yīng)力σf，起裂點處的應(yīng)變εpc以及臨界三向應(yīng)力度TC的值。同時對低碳貝氏體高強鋼焊接接頭的不同溫度拉伸曲線加入G-T-N損傷模型進(jìn)行模擬并提取斷裂時圓棒試樣橫截面沿半徑

3、方向的主應(yīng)力σyy、三向應(yīng)力度T和等效塑性應(yīng)變εp的值進(jìn)行比較，在此基礎(chǔ)上計算低碳貝氏體高強鋼不同焊接接頭低溫(-196℃)下解理斷裂臨界應(yīng)力。通過上述工作得出以下主要結(jié)論：(1)XFEM可以很好的模擬脆性裂紋擴(kuò)展，并不依賴于網(wǎng)格，但對于塑性裂紋擴(kuò)展還不夠完善，還需用DEBOND準(zhǔn)則，建立主面從面，通過設(shè)定開裂語句實現(xiàn)塑性裂紋擴(kuò)展。(2)對于預(yù)裂紋試樣，碳化物尺寸對預(yù)裂紋三點彎曲實驗的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和斷裂韌性值的影響比較大，而晶粒尺寸對預(yù)

4、裂紋三點彎曲實驗的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和斷裂韌性值的影響比較小。(3)對于缺口試樣在同樣碳化物尺寸時，晶粒細(xì)小的細(xì)晶粗碳化物FC沖擊韌性高于粗晶粗碳化物CC沖擊韌性，因此對缺口試樣來說晶粒尺寸對其韌脆轉(zhuǎn)變溫度和斷裂韌性的影響較大。(4)得到了NiCrMoV系低碳貝氏體高強鋼DM4-1和DM4-5各試樣焊縫的材料屬性以及G-T-N損傷參數(shù)。(5)研究母材及三種焊接接頭-196℃的沖擊性能，得到解理斷裂應(yīng)力σf的大小順序為：MC>T100>DM4-