45鋼材料Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂的實驗研究.pdf

1、本文通過對45鋼材料Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂破壞試驗,研究了45鋼材料在Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型應(yīng)力狀態(tài)下的宏觀斷裂形式與細(xì)觀斷裂機(jī)理。通過掃描電鏡(SEM)觀察了Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型載荷下斷裂面的微觀斷裂過程,最后應(yīng)用有限元方法結(jié)合ANSYS工程分析軟件,分析并計算出了裂紋在不同載荷下裂尖應(yīng)力場的分布,得到以下結(jié)論： 1.45-M材料在Ⅰ型及近Ⅰ型載荷狀態(tài)下,裂紋啟裂時,以裂紋尖端前沿材料中空洞的形核、擴(kuò)張、聚合為主。啟裂位置沿鈍化裂紋尖端中部,擴(kuò)展方向

2、與原裂紋線方向一致；近Ⅱ型時起裂方向為58°,Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型時起裂方向在0°～58°之間變化。 2.45-CZ材料在Ⅰ型及近Ⅰ型載荷狀態(tài)下,裂紋啟裂及擴(kuò)展的方式為正斷,在這種斷裂過程中,裂紋尖端應(yīng)力場的正應(yīng)力是孔洞擴(kuò)展和形核的主要原因；近Ⅱ型載荷狀態(tài)下裂紋斷裂面以解理面為主。 3.對裂紋尖端應(yīng)力場的分析表明,從Ⅰ型向Ⅱ型變化,裂紋尖端應(yīng)力三維度值減小,其分布沿順時針方向旋轉(zhuǎn),但隨著載荷的增大,其極大值的分布特征基本不變。