中应变率拉伸载荷下DZ2车轴钢的动态力学响应与微观组织演变 |
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引用本文: | 刘颖,刘晓波,冯超,敬霖.中应变率拉伸载荷下DZ2车轴钢的动态力学响应与微观组织演变[J].固体力学学报,2023(6):771-781. |
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作者姓名: | 刘颖 刘晓波 冯超 敬霖 |
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作者单位: | 1. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室;2. 太原理工大学材料科学与工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(12122211,11772275);;山西省自然科学基金(202203021221070);;牵引动力国家重点实验室自主课题(2023TPL-T12); |
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摘 要: | 高速列车运行过程中车轴可能遭受不同程度的冲击载荷作用,导致车轴的结构损伤与破坏,从而影响列车运营安全和服役寿命.因此,明晰冲击载荷下车轴材料的力学响应和变形损伤行为,对高速动车组车轴的运维与设计具有重要意义.论文研究了DZ2车轴钢在中应变率(0.1~100 s-1)拉伸条件下的力学性能和微观结构演变,揭示了DZ2车轴钢的变形与失效机理,构建了可准确描述DZ2车轴钢力学响应行为的Zerilli-Armstrong模型.结果表明,位错滑移和韧性断裂是DZ2车轴钢塑性变形和失效的主要机制,但由于位错运动状态的改变,其强度的应变率依赖性在不同应变率范围内存在较大差异.当应变率低于10 s-1时,DZ2车轴钢内的位错密度低,位错运动阻碍作用小,其强度不会随应变率增加而显著变化,具有低的应变率敏感性;而在应变率超过10 s-1后,DZ2车轴钢内的位错密度大幅度增加,位错运动速率加快,位错短程作用增强,从而增大了材料的变形抗力,材料的强度随应变率增加而增大,表现出显著的应变率强化效应,应变率敏感性也明显提高.与实验数据相一致,Zeri...
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关 键 词: | DZ2车轴钢 中应变率 动态力学响应 微观组织演变 Zerilli-Armstrong本构关系 |
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