[發明專利]測量落錘撕裂試驗材料真實斷裂能的方法有效
| 申請號: | 201810859578.0 | 申請日: | 2018-08-01 |
| 公開(公告)號: | CN108918253B | 公開(公告)日: | 2021-02-02 |
| 發明(設計)人: | 于培師;徐旦 | 申請(專利權)人: | 無錫洲翔成套焊接設備有限公司 |
| 主分類號: | G01N3/02 | 分類號: | G01N3/02;G01N3/303 |
| 代理公司: | 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104 | 代理人: | 曹祖良;屠志力 |
| 地址: | 214196 江蘇*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 測量 落錘 撕裂 試驗 材料 真實 斷裂 方法 | ||
1.一種測量落錘撕裂試驗材料真實斷裂能的方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟S1,對于落錘撕裂試驗,根據內聚力模型中牽引力-分離規律的四個參數K,δ0,δmax和α的初始值,建立相關的有限元模型;
K為彈性剛度,δ0為損傷開始時的臨界分離位移,δmax斷裂分離位移,α為與材料韌性相關的參數,對于脆性材料取α1,對于韌性材料取α1;
步驟S2,基于步驟S1建立的有限元模型對落錘撕裂試驗進行模擬,并提取沖擊力-位移曲線、裂紋尖端張開角-裂紋擴展長度和裂紋擴展長度-時間曲線;
通過落錘撕裂試驗測定沖擊力-位移曲線、裂紋尖端張開角-裂紋擴展長度和裂紋擴展長度-時間曲線;
將基于有限元模型模擬得到的沖擊力-位移曲線、裂紋尖端張開角-裂紋擴展長度和裂紋擴展長度-時間曲線分別與試驗測定得到的沖擊力-位移曲線、裂紋尖端張開角-裂紋擴展長度和裂紋擴展長度-時間曲線進行對比,根據誤差不斷調整K,δ0,δmax和α的值,直至模擬所得曲線與相應的試驗所得曲線趨向吻合;
步驟S3,將基于試驗校正過的K,δ0,δmax和α的值帶入有限元模型中,對落錘撕裂試驗中總的能量耗散進行分析;
步驟S4,對穩態裂紋擴展階段的斷裂能進行計算,獲得穩態裂紋擴展階段斷裂能在整體能量耗散中所占比例R;
根據模擬得到的沖擊力-位移曲線積分計算穩態裂紋擴展階段整體能量耗散Wt;
將上述比例R與模擬得到的沖擊力-位移曲線積分結果Wt相乘,得到材料真實的斷裂能Wf;
步驟S1中,所述內聚力模型中牽引力-分離規律的公式表示為:
式中T為牽引力,D為損傷標量,K為彈性剛度,δ為分離位移,δ0為損傷開始時的臨界分離位移,δmax斷裂分離位移,α為與材料韌性相關的參數,Gadhesion/A為單位面積上的內聚能,對于脆性材料取α1,對于韌性材料取α1;
步驟S4中,斷裂能定義為內聚能加上裂紋尖端周圍的塑性能。
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