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金属材料脆性断裂机理的实验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
材料的脆性断裂有许多准则和模型,但对脆断机理和变化规律缺乏合理的描述,给工程应用带来不便。本文对典型脆性材料球墨铸铁、灰铸铁分别进行了拉扭双轴断裂实验和常规拉伸、扭转破坏实验;对韧性金属材料合金钢进行了单轴拉伸颈缩破坏实验。通过上述实验分析了脆性材料和韧性材料发生脆性断裂的机理特征并选择应力三维度作为应力状态参数描述危险点的应力状态,同时考察了脆性材料和韧性材料发生脆性断裂的主导因素。结果表明:韧性材料45#钢和14CrNiMoV合金钢在颈缩断面心部应力三维度值较大时发生脆性拉断,而在颈缩断面边缘处应力三维度值较小时发生剪断;脆性材料球墨铸铁在应力三维度值为0.0~0.33之间变化时均发生脆性断裂;灰铸铁在应力三维度值大于0.0时发生脆性拉断,而在应力三维度值小于0.0时发生剪断。因此可以认为,材料的细观组织结构和危险点应力状态是影响断裂机理及变化规律的主要因素。对于同种材料,随着应力三维度代数值从小向大变化材料的断裂机制由塑性剪切断裂逐渐转变为脆性断裂。本文通过对几种材料的脆性断裂危险点和断裂方向的研究给出了脆断宏观破坏条件。 相似文献
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平面应变断裂韧度测试的有效性研究 总被引:1,自引:0,他引:1
针对平面应变断裂韧度测试厚度存在的问题,研究了几种材料测断裂韧度所需的实际厚度,拟合了平面应力到平面应变过渡状态下σz应力的分布,分析了过渡状态下的裂端应力场.通过分析不同材料特性和应力状态对断裂韧度KIC的影响,结合金属材料断裂的细观机理,认为平面应变断裂韧度KIC反映的是材料正断的性能,仅代表材料发生正断的指标.结果表明:对于某些高韧性材料,即使满足平面应变条件厚度要求,断裂以剪断为主,很难测出KIC;而对于偏脆性材料,即使不满足厚度要求,只要发生正断,也可测出KIC.结合已有试验结果,为平面应变断裂韧度KIC测定的厚度选择,提出一种合理的预测方法.借助三片模型的研究,给出平面应变断裂韧度的正断指标. 相似文献
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铝合金材料剪切断裂实验分析 总被引:5,自引:1,他引:4
金属材料受载作用发生断裂,断裂面形式有拉断,剪断和拉剪混合型,由于剪断过程中塑性变形较为复杂,问题的研究难度大,观点争论多,本文对LY12-M铝合金材料复合型平面应变载荷状态下的几种断裂试验结果作了分析,认为在II型,近II型时发生的剪切型断裂,启裂点在裂尖附近应力三维度取最大值处,剪断的开裂方向则与启裂点上最大剪应力方向有关,同时对LC9R超强铝合金作常规破坏试验,该材料在拉伸,扭转与压缩试验时均呈剪切断裂,断裂面沿最大剪应力方位,破坏剪应力随试件应力三维度的降低而增大,综合分析试验结果得到了一些有用的结论。 相似文献
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一个考虑形变能影响的脆断强度条件 总被引:9,自引:0,他引:9
针对常用强度理论解决复杂应力状态生断裂存在的问题,分析了由形状改变比能引起的塑性变形对脆断的影响,给出了一个新的脆断强度条件,并通过铸铁破坏试验作了验证。 相似文献
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LC4—M材料复合型韧断主要影响因素的分析 总被引:5,自引:0,他引:5
通过分析LC4-M铝合金材料在不同复合比载荷下的断裂试验结果,参照常规断裂现象,修正了一般断裂试验中认定裂纹启裂方向的方法,结合不同复合比下裂尖附近应力三维、主应力方向的计算分析,得到:在裂端的钝化变形区域、应力三维度的极大值处,对应于裂纹的启裂位置,即使在高韧性材料中发生剪切断裂的情况下也是如此;裂纹的启裂方向在拉伸断裂时与启裂点最大拉应力方向有关,在剪切断裂时启裂点最大剪应力方向有关,引起两种形式断裂的主要因数和破坏机理有很大不同。 相似文献
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为研究韧性材料单轴拉伸试样的颈缩规律及颈部应力场的分布,对 Q235钢、14CrNiMoV合金钢、LY12铝合金等三种典型的金属材料光滑试样和切口试样进行了单向拉伸试验,通过研究材料屈服过程的细观机理和颈缩部位最小截面上不同位置处孔洞大小和形状的变化规律,分析了颈部应力解 Bridgman 公式中主要试验和理论上的依据和假设,并给出了影响颈部应力场分布的主要因素。结果表明:Bridgman 公式中等轴假设基本成立,屈服条件应用不合理,且颈缩部位的复杂应力场并非由颈缩部位最小截面的全面屈服和材料塑性流动导致,颈缩后构件几何形状的变化是引起应力场重新分布的主要因素。 相似文献
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手性联萘桥联双卟啉的电子光谱与二阶非线性光学性质 总被引:2,自引:0,他引:2
在6-31G(d,p)水平上用B3LYP方法对手性联萘桥联双卟啉系列分子进行几何构型优化. 用半经验ZINDO/S方法计算了这些分子的电子光谱, 结果表明手性联萘桥联双卟啉中两个卟啉生色团之间存在强的激子耦合作用, B带的Davydov分裂大小与两个卟啉环的相对取向以及卟啉环中心之间距离有关. 用ZINDO/SOS方法计算了分子的一阶超极化率. 卟啉环上引入推/拉电子基团可以有效地提高手性联萘桥联双卟啉的二阶非线性光学系数. 一阶超极化率的大小与双卟啉中推/拉电子基团的空间排列方式有关. 一阶超极化率的提高不仅与分子激发态与基态偶极矩差增大有关, 还和基态偶极矩与激子耦合激发态跃迁矩矢量的相对取向密切相关. 相似文献
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几种金属材料宏观断裂形式的试验研究 总被引:11,自引:1,他引:10
总结了几种金属材料在常规破坏试验过程中的断裂现象,分析了不同材料不同应力三维度下的几种宏观断裂形式,结果表明,金属材料在不同受力形式下,随应力状态参数Rσ从大向小变化,断裂机理从穿晶脆断,向以孔洞扩张聚合、局部剪切带的扩展转化,材料可能依次发生解理脆断、孔洞正断、有孔洞影响的剪断、无孔洞影响的剪断等四种断裂形式,材料断裂危险点与断裂条件也随着发生变化。 相似文献
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脆性材料破坏与莫尔理论存在的问题 总被引:2,自引:2,他引:0
材料受力时应力状态不同,则断裂过程物理机理会发生改变,脆性材料受拉时发生的拉断与受压时发生的剪断,是两种不同物理机理的断裂形式,而莫尔强度理论用一个断裂条件解决这两种断裂形式的强度问题,是否合理需要讨论,结合灰铸铁HT200材料在不同受力条件下的断裂破坏试验,对此问题进行了研究,结果表明,莫尔理论对复杂应力状态下材料断裂不能合理、准确地进行强度计算。 相似文献
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