加载速率对40Cr钢Ⅱ型动态断裂特性的影响

采用新型Ⅱ型动态断裂测试技术，对高强钢40Cr在高加载速率下的Ⅱ型动态断裂特性进行了测试研究。基于新设计的Ⅱ型动态断裂试样和分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar， SHPB）技术，通过实验-数值方法确定了裂尖在加载过程中的应力强度因子曲线。采用应变片法确定了试样的起裂时间，最终得到40Cr的Ⅱ型动态断裂韧性值，并对其加载速率相关性和材料的失效机理进行了研究。结果表明，在1.08～5.53 TPa·m1/2/s的加载速率范围内，40Cr的Ⅱ型动态断裂韧性基本表现为与加载速率成正相关的变化趋势。通过对试样断口形貌的分析，确定了材料的失效模式及机理，发现随着加载速率的增加，存在拉伸型失效向绝热剪切型失效模式转变的现象。