| 【中文题名】 | 初始损伤对Mode I/II混合加载下材料断裂行为的影响 |
| 【英文题名】 | The Effects of Pre-damage on the Later Fracture Behaviors under Mixed Mode I/II |
| 【学科专业】 | 材料学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-13 |
| 【中关键词】 | ModeIII混合加载,损伤,断裂,孔洞,缺口,应力-应变 |
| 【英关键词】 | mixed-mode loading,damage,fracture,void,notch,stress-strain, |
| 【分类导航】 | 工业技术>一般工业技术>工程材料学>工程材料一般性问题>工程材料力学（材料强弱学）> |
| 【论文摘要】 |
本文主要通过有限元(FEM)计算及和实验结果的对比，对一种低合金高强钢中的初始损伤孔洞对ModeⅠ／Ⅱ混合加载下的后续损伤演化和断裂行为的影响进行了分析研究。得到的主要创新性结论如下：
(1) ModeⅠ／Ⅱ混合加载下，缺口前钝化侧的孔洞在外加载荷P／Pgy＜0.2时没有长大；0.2＜P／Pgy＜0.8内缓慢长大；在P／Pgy＞0.8后快速长大，且长大速率随P／Pgy而增加。锐化侧的孔洞在整个加载范围内基本没有长大。整体孔洞面积分数fa随P／Pgy的增加源于钝化侧孔洞的长大。钝化侧较高的三向应力度σ_m／(?)和等效塑性应变εp是其孔洞长大的主要力学原因。
(2)纯ModeⅠ加载时，缺口中心区的大部分孔洞在高σ_m／(?)，εp的作用下快速长大，导致最快的损伤发展速率和最低的延性起裂韧性，起裂位置在缺口中心，ModeⅠ／Ⅱ复合加载时，随ModeⅡ比例的增加，钝化侧的孔洞长大速率总体上减慢；锐化侧孔洞由略有长大，到基本不变，再到尺寸减小而发生转变。因而导致总体的损伤发展速率随ModeⅡ比例的增加而减小。钝化侧孔洞长大最快列的位置，随ModeⅡ比例的增加，由靠近缺口中心向远离缺口中心移动... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
7-9 |
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Abstract |
9-12 |
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第一章 绪论 |
12-23 |
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1.1.工程背景及本课题研究意义 |
12-13 |
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1.2.国内外研究现状及存在的问题 |
13-22 |
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1.2.1 材料延性损伤断裂机理和模型的研究现状 |
13-14 |
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1.2.2.初始损伤对材料后续损伤演化与断裂行为的影响 |
14-16 |
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1.2.3 Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载下材料断裂行为的研究进展 |
16-22 |
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1.2.4 上述研究中存在的问题 |
22 |
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1.3 本课题研究内容 |
22-23 |
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第二章 Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载下缺口前初始孔洞的长大行为 |
23-32 |
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2.1 有限元(FEM)模型 |
23-25 |
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2.2 结果与讨论 |
25-31 |
|
2.3 结论 |
31-32 |
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第三章 Mode Ⅰ/Ⅱ混合比对初始损伤孔洞 |
32-49 |
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3.1 有限元分析模型的建立 |
32 |
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3.2 结果与讨论 |
32-48 |
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3.3 小结 |
48-49 |
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第四章 Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载下缺口前初始损伤量对后续孔洞长大和聚合的影响 |
49-60 |
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4.1 有限元分析模型的建立 |
49-50 |
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4.2 结果与讨论 |
50-60 |
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第五章 GTN损伤模型对Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载下延性断裂的预测 |
60-92 |
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5.1 引言 |
60-61 |
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5.2 实验方法 |
61 |
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5.3 有限元分析模型的建立 |
61-63 |
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5.4 实验与计算结果 |
63-79 |
|
5.4.1 模拟和实验的载荷位移曲线 |
63-66 |
|
5.4.2 不同Mode Ⅰ/Ⅱ混合比下的损伤演化和断裂过程的模拟结果 |
66-75 |
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5.4.3 不同Mode Ⅰ/Ⅱ混合比下的损伤断裂过程的实验观察结果 |
75-79 |
|
5.5 讨论 |
79-90 |
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5.5.1 GTN损伤模型对Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载试样延性起裂位置和裂纹扩展方向的预测 |
80-81 |
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5.5.2 GTN损伤模型对Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载试样韧性的预测 |
81-84 |
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5.5.3 Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载时的延性损伤和断裂的力学分析 |
84-90 |
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5.6 总结 |
90-92 |
|
第六章 缺口前初始夹杂/孔洞分布对Mode Ⅰ/Ⅱ混合加载下延性裂纹扩展的影响 |
92-111 |
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6.1 有限元计算模型 |
92-94 |
|
6.2 孔洞分布对延性裂纹扩展形貌的影响 |
94-109 |
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6.3 不同孔洞分布时的裂纹扩展阻力曲线 |
109-110 |
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6.4 总结 |
110-111 |
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结论 |
111-114 |
|
参考文献 |
114-119 |
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致谢 |
119-120 |
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附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
120 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.15820 |
