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20CrMnTi在冲击荷载作用下动态断裂行为研究

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目录

第一章 绪论

1.1 课题来源及研究背景

1.2 断裂动力学理论与发展

1.3 裂纹起裂点的确定

1.4 加载速率及环境温度对动态断裂韧性的影响

1.5 裂纹扩展和裂纹止裂的研究现状

1.6 本文的研究目的及研究内容

第二章 断裂力学基本理论

2.1 线弹性断裂理论

2.2 弹塑性断裂理论

2.3 动态J积分理论

2.4 Yoffe运动裂纹模型

2.5本章小结

第三章 试验材料及方法

3.1 试验材料

3.2试验方法

3.3 本章小结

第四章 示波冲击条件下的动态断裂研究

4.1冲击曲线分类

4.2 起裂点的计算

4.3 Schindler方法在动态J-R阻力曲线测定中的应用

4.4 关键曲线法确定动态J-R阻力曲线

4.5 基于J积分迭代法确定动态裂纹扩展阻力曲线

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 本文的主要结论

5.2 展望

致谢

参考文献

声明

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摘要

随着现代航空航天、军事、核工业反应堆等的飞速发展,金属材料抵抗断裂性能的要求也越来越高,尤其是对动态断裂性能的要求。金属材料动态断裂行为的研究涉及到断裂力学、材料力学、动力学和材料科学等多门学科间的交叉与综合。目前,动态断裂力学还没有形成较完善的理论体系,同时由于试验装置及试验技术的限制,使得动态断裂力学理论研究发展比较缓慢。文献中查阅到的一些测试方法及理论都存在着一些缺陷甚至错误,不能够成为工程应用中的评价标准。因此,研究材料的动态断裂行为具有十分重要的现实工程意义。本文对金属材料20CrMnTi在冲击荷载作用下的动态断裂行为进行研究,研究工作如下:
  本文首先介绍了断裂力学的一些基本理论,包括线弹性断裂理论和弹塑性断裂理论,为下文动态断裂韧性的研究提供理论基础。然后对预制裂纹的标准夏比冲击试样进行示波冲击试验,基于柔度变化率方法,结合在示波冲击试验下得到的载荷位移关系曲线,计算出20CrMnTi在摆锤冲击作用下的裂纹起裂点。再依据试验获得的载荷位移关系曲线、能量位移关系曲线,通过 Schindler方法、关键曲线法和J积分迭代法分别计算出动态裂纹扩展阻力曲线,结果对比表明,使用J积分迭代法计算出来的结果是有效可靠的。
  本文旨在研究20CrMnTi在摆锤冲击作用下动态断裂行为,结合试验并通过理论推导与计算,作出其动态裂纹扩展阻力曲线,可以为现实工程中研究金属材料在冲击荷载作用下的动态断裂行为研究与分析提供参考。

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