一、R曲线法在焊缝金属延性断裂韧度测试中的应用研究（论文文献综述）
沐卫东[1]（2020）在《超低温环境下9Ni钢药芯焊丝电弧焊接头低周疲劳及断裂行为研究》文中指出9Ni钢具有良好的超低温性能,是目前LNG行业重要的结构材料之一。船用9Ni钢焊接储罐服役在超低温动载环境中,对其超低温性能要求很高,尤其是超低温疲劳性能和超低温断裂韧性。随着LNG船舶的广泛应用,9Ni钢焊接接头的服役安全性逐渐引起人们的重视。目前对9Ni钢焊接接头超低温疲劳和断裂行为的认知仍然存在很多空白点,特别是超低温环境对接头组织和性能的影响机制尚不完全清晰,迫切需要在该领域进行深入研究,这对于我国在LNG储运系统制造领域形成自主知识产权具有重要意义。本研究主要以9Ni钢药芯焊丝电弧焊（Flux Cored Arc Welding,FCAW）接头为研究对象,开展了超低温（80K）低周疲劳试验,研究了接头超低温疲劳行为,阐明了超低温环境对9Ni钢FCAW接头疲劳失效过程的影响机制。在此基础上,针对焊缝中心和熔合线界面这两个关键区域,建立了微观组织和超低温断裂韧性的关联模型,为更好地认识9Ni钢焊接接头超低温疲劳性能和断裂韧性提供理论指导,同时也为低温钢焊接结构的安全服役和寿命评估提供技术支持。首先,在室温（296K）和超低温（80K）环境中开展了9Ni钢FCAW接头的低周疲劳寿命试验,研究了超低温环境对接头低周疲劳行为的影响。对比分析了室温试样和超低温试样的断裂位置、裂纹扩展行为,以及它们与微观组织特征之间的关联。试验结果表明:在相同总应变条件下,超低温试样的塑性变形幅值低于室温试样,超低温试样的寿命明显高于室温试样,随着应变幅值增大,超低温试样和室温试样的疲劳寿命差距减小。从循环响应曲线中可以发现,室温试样在最终失效前出现先循环硬化、再循环软化的现象;超低温试样在疲劳过程中只出现循环硬化现象和应力平台阶段,未观察到明显的循环软化现象,且循环硬化时间较长,由此发现焊缝金属在低温疲劳加载过程中发生位错滑移与孪晶变形的交替作用,揭示了9Ni钢FCAW接头在超低温环境中的疲劳变形机制。室温试样的断裂位置为界面附近的部分熔化区（Partially Melted Zone,PMZ）,而超低温试样的断裂位置为焊缝中心,指出焊缝组织中存在析出相的弱化作用与黄铜型织构转变的强化作用,二者之间的竞争机制决定了接头疲劳寿命和失效位置。疲劳加载过程中,室温试样焊缝的黄铜型织构显着增加,而超低温试样焊缝的黄铜型织构转变主要发生在PMZ区域。低周疲劳试验过程中,超低温试样在焊缝中心的析出相附近形成微孔洞,导致疲劳裂纹沿着枝晶间区域扩展。研究结果为9Ni钢LNG储罐在超低温环境中的安全服役和疲劳寿命评估提供了理论依据和数据支撑。其次,基于疲劳失效位置分布特点,系统地研究了9Ni钢接头的镍基合金焊缝组织特征和超低温断裂韧性。采用Ni-Cr-Mo-Nb系镍基合金作为填充金属,采用了两种不同焊接热输入获得9Ni钢FCAW接头,通过裂纹尖端张开位移（Crack Tip Opening Displacement,CTOD）试验研究了焊缝的室温（296K）和超低温（80K）断裂韧性。研究发现,随着热输入的增加,焊缝中奥氏体晶粒尺寸变大,但是析出相含量降低。CTOD试验结果表明,相对于析出相较多的焊缝,析出相较少的焊缝在室温和超低温下都具有较高的断裂韧性。通过观察裂纹扩展路径发现,室温下裂纹主要以穿过枝晶的方式扩展,超低温下裂纹主要沿枝晶间区域扩展,裂纹与析出相之间存在绕过扩展、击碎扩展和界面扩展三种交互作用模式。采用有限元模拟方法,系统地分析了析出相含量、形态和分布对焊缝微观区域受力和变形的影响。随着析出相含量增加,析出相附近出现局部应力集中和局部塑性变形,降低了裂纹扩展阻力。碳化物的尺寸变化对微区受力和变形影响较小,而Laves相的尺寸和位向对微区受力和变形有显着影响。通过ABAQUS扩展有限元（Extended Finite Element Method,XFEM）方法,研究了超低温环境中焊缝微区的微裂纹形成机理,指出Laves相内部和附近区域,以及碳化物周围易形成微裂纹,析出相脆化导致的局部塑性变形和峰值应力是微裂纹形成的主要因素,为9Ni钢焊接工艺设计和接头超低温韧性评估提供了理论基础。最后,研究和归纳了9Ni钢FCAW接头熔合线的界面形态和形成机理,发现镍基合金与9Ni钢母材熔合线界面区域交替出现窄型熔合边界（sharp fusion boundary,SFB）和宽型熔合边界（widened fusion b oundary,WFB）两种类型界面。在WFB型界面靠近焊缝一侧发现了稀释层（dilution layer,DL）,DL的化学成分相对均匀,镍基合金和9Ni钢的高粘度以及熔池流动速度局部降低是形成DL的可能原因。在DL内部,靠近母材一侧为马氏体,靠近焊缝一侧为奥氏体,它们之间严格满足K-S转变关系。不同于热影响区中的板条马氏体,DL中的马氏体呈薄片状,并且M-A组元含量较高,大角度晶界含量较低,指出焊接过程产生的应力是DL中马氏体转变的主要原因,超低温处理则进一步提高了DL的应力水平、促进了马氏体相变。通过夏比冲击对比了不同类型界面的超低温冲击韧性,发现当熔合线附近WFB界面长度比例达到20%时,试样超低温冲击功下降18.7%。裂纹扩展速率（Fatigue Crack Growth Rate,FCGR）试验结果表明,当疲劳裂纹沿熔合线扩展进入DL时,扩展速率增大。总之,采用镍基合金作为填充金属进行9Ni钢焊接时,DL对熔合线区域的超低温性能有不利影响,本文研究为进一步改善9Ni钢焊接接头异种材料界面的组织特征和超低温性能提供了理论基础和指导思路。
陈庆龙[2]（2020）在《含缺陷X80管道GMAW自动焊环焊缝应变容量研究》文中研究指明为应对复杂服役环境,基于应变设计广泛应用于我国新建油气输送管道,而环焊缝应变容量评估对管道基于应变设计具有重要意义。本文选用高钢级GMAW自动焊工艺的X80管线,采用试验和数值模拟方法,分析环焊接头的组织与力学性能,探究裂尖约束水平对断裂阻力曲线的影响,获取了不同内压水平下的拉伸应变容量。采用系列冲击试验获取焊缝与热影响区的韧脆转变温度为-62℃,环焊接头在服役温度下处于冲击韧性上平台,其失效模式为韧性断裂,可应用切线法获取拉伸应变容量。通过拉伸试验获取焊缝和母材的应力应变曲线,获得全焊缝矩形拉伸试样的抗拉强度和屈服强度高于圆棒拉伸试样,确认环焊接头为高强匹配,同时跨焊缝拉伸试验试样断裂于管体,环焊接头满足基于应变设计要求。获取环焊接头的硬度云图,分析显示环焊接头焊缝金属整体相对管体母材的硬度较高,硬度云图反映环焊接头存在热影响区软化,计算热影响区的软化程度为6.6%。通过SENB试验和SENT试验分别获取了X80管线钢GMAW自动焊环焊缝的断裂阻力曲线,试验测得SENB试样相较于SENT试样的断裂阻力曲线更低。通过建立静态裂纹模型,获取不同裂纹深度的CTOD与远端应变的关系,并进一步获得等应变驱动力曲线,通过切线法获取拉伸应变容量。研究了不同内压下含缺陷管道的拉伸应变容量,得到在同一内压下,裂纹深度越大,对应的裂纹驱动力越高;在同一裂纹深度下,内压越高,对应的裂纹驱动力越大。计算得到0MPa、3.34MPa、6.68MPa、10.02MPa各内压值下含缺陷管道对应的拉伸应变容量分别为:5.1%、4.3%、3.6%、3.3%。分析不同内压下含缺陷管道TSC的变化规律,得当内压增加时,含缺陷管道的TSC减小,在较高内压时,TSC减小的趋势放缓。
温学[3]（2020）在《基于等承载原则的力学性能不均匀的对接接头抗疲劳设计研究》文中研究表明疲劳载荷是焊接结构服役过程中最为常见的承载类型,通过焊接结构设计提高焊接结构的疲劳承载能力对于焊接结构服役安全具有重要的理论和工程意义。由于焊材选择和焊接热循环的影响,材料力学性能不均匀现象在焊接接头中普遍存在,且力学性能不均匀性会对焊接接头的力学性能和承载能力产生重要影响。传统的焊接接头抗疲劳设计方法大多将接头简化为与母材强度一致的均质材料进行疲劳评定和抗疲劳设计,忽略力学性能不均匀对焊接接头疲劳承载能力的影响。这种简化的设计方法对于等匹配或高匹配焊接接头而言或许可以保证接头的安全性,但若直接用于低匹配焊接接头抗疲劳设计会导致设计结果不安全。为解决考虑力学性能不均匀性时焊接接头的抗疲劳设计问题,本文基于等承载能力原则开展对接接头抗疲劳设计方法的研究。本文基于三维弹性理论研究了材料力学性能不均匀对界面附近应力分布的影响,为接头抗疲劳设计奠定基础。研究发现,异质材料所构成的界面附近的应力分布受控于界面两侧材料的性能差异,其可以用界面应力系数来表征,并且发现当界面两侧材料的泊松比和杨氏模量的比值相等时界面应力系数为零,说明此时材料性能差异的影响消失。研究通过调整几何参量来改变非均质焊接接头处的应力分布,进而提升接头疲劳承载能力的可行性,并据此提出接头具有与母材相当的疲劳承载能力的焊接接头疲劳等承载设计思想。将疲劳寿命作为接头疲劳承载能力的评定参量,提出对接接头疲劳等承载设计的实现条件为一定疲劳载荷下接头具有与母材相当的疲劳寿命,据此可以获得接头疲劳等承载临界设计曲线。提出接头疲劳等承载临界设计曲线的理想化几何优化方法和非理想化几何优化方法,用有限元计算结果分析了余高高度、余高宽度和过渡圆弧半径对焊趾附近应力集中系数的影响规律,建立了对接接头焊趾附近应力集中系数的关系方程,依据该方程可以求解满足几何优化要求的焊趾过渡圆弧半径。根据接头疲劳等承载设计思想,综合焊接接头疲劳等承载设计实现条件、疲劳等承载设计判据和几何优化方法,分别建立了对接接头理想化疲劳等承载设计准则和非理想化疲劳等承载设计准则。根据对接接头疲劳等承载设计准则,针对平滑对接接头、含初始裂纹或类裂纹缺陷对接接头和需要考虑接头疲劳裂纹萌生寿命的情况,分别基于名义应力法、断裂力学法和全寿命法建立了对接接头材料力学性能参数和几何参数与接头疲劳寿命的定量函数关系,并将其用于对接接头疲劳等承载设计过程中。从而分别建立了基于名义应力法、断裂力学法和全寿命法的对接接头疲劳等承载设计方法。并选取Q550低合金高强钢作为母材,ER70S-6作为焊材进行实验验证。实验结果表明本文通过疲劳等承载设计获得的对接接头可以具有与母材相当的疲劳承载能力,证明本文提出的对接接头疲劳等承载设计准则及方法是可行的,可以作为现行标准的必要补充,具有重要的工程应用价值。
许轲[4]（2020）在《中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究》文中进行了进一步梳理BG890QL低合金高强钢具有强度高,低温韧性好等特点,成功应用于工程机械领域。然而,常规电弧焊接方法导致中厚板BG890QL焊接效率较低,为了提高BG890QL低合金高强钢中厚板的焊接效率,论文采用激光-电弧复合焊接方法,研究激光电弧复合焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,同时开展焊接接头常规力学性能及断裂力学行为研究。本研究阐明高梯度组织接头对裂纹扩展驱动力的影响机理,厘清激光电弧复合焊接接头各区断裂抗力与组织、区域宽度的内在关系,为BG890QL中厚板复合焊接接头服役提供试验数据及技术支撑。首先,研究了电弧激光复合热源工艺参数对BG890QL钢板焊缝成形的影响,并探讨了坡口形式对接头熔透行为的影响机理。试验研究发现,基于激光-电弧双热源耦合作用,复合焊过程中在激光引导且光丝间距为4mm时,得到表面成形较好,内部无明显缺陷产生的焊接接头,此时焊缝熔深约为10mm左右。提出了开双面坡口的复合焊方法,提高了背部焊缝熔透性及正面焊缝成形质量,有效抑制了背部焊瘤等缺陷,实现了16mm厚BG890QL中厚板激光复合焊焊缝双面成形控制。基于高速摄影观察,分析了激光与电弧等离子体在坡口中的耦合行为,发现当光丝间距为2mm时,电弧和激光等离子体出现强烈耦合,导致熔池波动剧烈,飞溅增多,焊缝表面成形较差;当光丝间距为4mm时,激光和电弧等离子体出现弱耦合现象,等离子体面积较大,亮度较弱,随着坡口内熔池液面升高,电弧和激光耦合作用进一步减弱,激光焊的熔深优势和电弧焊的填充能力均得到充分体现,从而获得了较好的熔深和焊缝表面成形。激光打底焊接时,采用背部开倒V型坡口,获得良好的背部成形,这是由于倒V型坡口的引入,使得高温流体沿坡口侧壁铺展并冷却,有效抑制了熔池金属下淌,从而避免了焊瘤的形成。其次,对复合焊接接头的微观组织进行系统地表征与分析,阐明了显微组织对冲击韧性的影响机制。激光电弧复合焊焊缝顶部为等轴晶,两侧由柱状晶组成,其微观组织主要为板条马氏体和粒状贝氏体;激光电弧复合焊接过程冷却速度较快,致使焊缝组织淬硬,其硬度高于母材,约为410HV1。热影响区分为粗晶区、细晶区、两相区和过回火区,其组织主要由回火马氏体组成;热影响区内最低的显微硬度约为350HV1,其位于两相区和过回火区的交界处附近;粗晶区由于晶粒粗大且含有过饱和马氏体,导致硬度最高达435HV1。焊缝和热影响区均析出了Fe3C相,且焊缝区的Fe3C相尺寸大于热影响区,约为350nm。热影响区在室温和低温下的冲击功均高于焊缝,分别为147J和66.5J,这是由于裂纹扩展过程中受到硬度较低的两相区、过回火区和母材的拘束,加之基体中块状马氏体的存在促进裂纹偏折,裂纹扩展难度增大。同时,热影响区中含有较多稳定的小角度晶界和Σ3晶界（约为8%）,使得其抵抗裂纹扩展的能力增加,冲击韧性得到提高。焊缝冲击韧性低于热影响区,这是由于焊缝中含有马氏体和粒状贝氏体组织,相界处应变集中程度较高,加之焊缝中Fe3C相尺寸较大,并存在较多不稳定的大角度晶界（约为66%）,致使微孔洞易于形核,因此焊缝具有较强的裂纹萌生倾向。同时,焊缝晶粒取向相对复杂,各向异性程度较大,易于形成严重的应变集中,导致裂纹扩展抗力降低。最后,研究了复合焊焊接接头各部位的断裂韧性及断裂驱动力,探究了接头各区域的抗断裂能力。采用Weibull应力表征脆性裂纹的断裂驱动力,计算结果表明:弧焊接头焊缝的裂纹扩展驱动力为2241MPa,激光焊缝裂纹扩展驱动力高于弧焊焊缝144MPa（6.4%）,复合焊缝的裂纹扩展驱动力高于弧焊焊缝62MPa（2.8%）,说明弧焊焊缝抗断裂能力最强,与断裂韧性试验测量结果规律一致。屏蔽效应提高了激光与复合焊缝的抗裂纹扩展能力。在焊接接头中激光焊缝获得的屏蔽效应最高为126MPa,其次是复合焊焊缝77MPa。在该屏蔽效应下,使得激光与复合焊缝的裂纹扩展驱动力得到了明显降低。此外,激光焊接接头中热影响区的裂纹扩展驱动力为2037MPa,与复合焊热影响区相当,略低弧焊热影响区。表明激光焊和复合焊超窄的热影响区（<1mm）提高了其抗裂纹扩展能力及断裂韧性。
余伟炜[5]（2019）在《长期热老化对核电站主管道焊接接头断裂性能影响的研究》文中研究表明窄间隙TIG（Tungsten-Inert Gas）自动焊做为一项先进的焊接技术,具有焊缝成型好、焊接质量稳定、焊缝性能优越的特点,被广泛应用于CPR1000+核电站主管道连接。考虑到主管道及TIG焊接接头的内部组织均为奥氏体、铁素体双相结构,在长期服役过程中会产生严重的热老化问题。本文在400℃下针对TIG焊接接头开展了长达30000小时的加速热老化试验,并针对TIG焊接接头的断裂性能开展了系列试验研究,研究结果表明:（1）主管道TIG焊接接头属于高强匹配。在热老化过程中,TIG焊接接头各区域的强度均获得了提升,但韧性下降。接头各区域老化驱动力差异导致性能变化趋势并不一致,时效至30000小时阶段母材性能出现饱和迹象;而焊缝性能尚未稳定。但即便时效时间长至30000小时,各区域均未出现失稳脆性断裂现象。（2）主管道TIG焊接接头母材的断裂性能明显高于其他区域,而在30000小时时效范围内,熔合线位置始终是整个焊接接头断裂性能最薄弱区域,对应JIC最低,而基于伸长区测量获得的JSZW,对应的断裂韧度更低。（3）长期热老化过程中,主管道TIG焊接接头母材及焊缝中铁素体相先后产生斑点状调幅分解、G相析出现象,而奥氏体相始终未发现元素偏聚或第二相析出;此外,主管道TIG焊缝中铁素体相调幅分解和G相密度显着高于母材,但由于母材中铁素体相含量高于焊缝,因而母材韧性下降程度更高。依据断裂韧度试验结果,引入失效概率的概念,在ANL（Argonne National Lab）模型基础上建立了CASS（Casting Austenitic Stainless Steel）材料概率断裂预测方程。同时,采用LBB（LEAK-BEFORE-BREAK）分析技术,对主管道TIG焊接接头进行结构完整性评价,发现在热老化作用下,管道在典型管路载荷作用下母材塑性撕裂的临界裂纹尺寸减低40%～50%左右,熔合线位置临界裂纹尺寸减低30%左右,而热老化对焊缝材料的临界裂纹尺寸变化影响有限。采用热回复技术使主管道TIG焊接接头性能再生,结果显示550℃热回复改善了材料的韧性状态,减弱了调幅分解现象,同时伴有部分G相消失。此外,针对热回复后主管道TIG焊接接头开展继续热老化研究,验证了热回复并不会导致材料再役性能的劣化,因此采用热回复方式恢复材料服役性能从材料学角度是可行的。
顾浩洋[6]（2019）在《低温下钢结构连接抗剪疲劳和动态断裂韧性试验研究》文中研究表明桥梁、海洋平台等钢构件、节点可能承受循环往复的疲劳荷载和冲击荷载作用,若在低温条件下服役则其脆性断裂的风险会增加。目前各国的钢结构设计条文对钢结构低温下的疲劳尚没有明确规定。对防冲击脆断的设计主要体现在冲击功的规定上。为了深入探究钢结构在低温条件下的疲劳和动态断裂性能,本文完成了由普通建筑钢材Q345B焊接而成的两类构造细节共计60个试样的低温疲劳试验以及两类建筑钢材Q235B、Q345B及其焊缝共计60个试样的低温和常温示波冲击试验,并对低温动态断裂试验进行数值模拟,结合理想模型和工程算例探讨了动态断裂的应力强度因子放大效应。主要研究内容如下:（1）对两类焊缝受剪的疲劳细节,包括侧面角焊缝连接和正面角焊缝连接各30个试样进行了低温高周疲劳试验,得到了0℃、-20℃、-40℃环境温度中两类构造细节的S-N曲线,分析了两类构造细节破坏模式的差异,并与常温的试验结果和规范规定的S-N曲线进行对比。结果表明侧面角焊缝连接在低温下的抗疲劳性能略有提升,较为稳定;正面角焊缝连接在低温下疲劳性能主要受焊接过程影响,低温下可能出现疲劳寿命降低的情况。（2）对Q235B、Q345B及E4303、E5015焊缝四种材料在20℃、0℃、-20℃、-40℃、-60℃的温度条件下进行示波冲击试验,得到了四种材料在五个温度条件下的动态断裂韧性。结果表明,动态断裂韧性值随着温度降低并非单调下降,在低于-20℃后四种材料的动态断裂韧性都呈现了明显降低的趋势。根据Boltzmann函数拟合给出了四种材料的韧-脆转变温度。（3）使用ABAQUS显式动力学分析结合位移外推法计算Q235B钢材-60℃～0℃温度条件下的动态断裂韧性,使用ABAQUS隐式动力学分析给出动态断裂韧性随时间变化的JId-t曲线,使用两种计算方法得到的动态断裂韧性值在-60℃和-40℃拟合效果较好。（4）使用ABAQUS计算了带中心裂纹的二维板在理想阶跃荷载下的动态应力强度因子响应,分析了动态应力强度因子的放大系数与板件几何尺寸的关系。计算了两类实际工程中应用的带裂纹梁的动态响应,发现中心裂纹比边缘贯穿裂纹对动态荷载更加敏感,动载下两类裂纹的断裂安全系数显着下降。对交通信号灯杆受车辆撞击问题进行了模拟,给出了给定裂纹长度的容许撞击速度,并探讨了低温下容许撞击速度的变化规律。
成维佳[7]（2019）在《考虑裂纹扩展的钢框架节点抗震性能分析》文中研究说明随着我国高层和超高层建筑的大量兴建,钢框架结构因重量轻、抗震性能好以及施工便捷等优点,得到了广泛的应用。大量震害调查表明,强震作用下钢框架结构梁柱节点的焊缝或热影响区域因裂纹扩展最易发生节点断裂破坏,最终导致结构的倒塌或损坏。但目前工程界针对考虑裂纹扩展的钢框架梁柱节点的损伤研究较少,进而会高估结构变形、结构抗倒塌能力,存在一定的安全隐患。本文通过扩展有限元计算方法,并结合带有初始裂纹的钢框架梁柱节点的试验研究,研究考虑裂纹扩展的钢框架梁柱节点抗震性能及断裂性能的相关问题,探索分析节点在往复循环荷载作用下裂纹扩展以及累积损伤发展规律。论文的主要工作包括以下五个方面:（1）结合断裂力学以及损伤力学理论,运用ABAQUS对节点焊缝区域进行扩展有限元模拟,分析钢框架梁柱节点焊缝断裂的力学机理,进一步完善考虑裂纹扩展、累积损伤的三维有限元方法。结合带初始裂纹的钢框架梁柱节点试验,证明扩展有限元方法能够准确地模拟钢框架梁柱节点的累积损伤退化特征和宏观微观破坏形态,为进一步开展影响因素的参数分析提供有力工具。（2）完成4个带初始裂纹的钢框架梁柱节点在不同加载制度下的循环加载试验,研究不同加载历程、峰值大小及顺序等因素对节点损伤过程的影响;完成3个带初始裂纹的不同构造型式节点在往复循环荷载下的加载试验,研究不同构造型式对节点抗震及损伤过程的影响,分析其滞回性能、宏观破坏形态、延性特征以及损伤退化特性,并验证扩展有限元法的准确性。（3）基于上述研究成果,对影响节点抗震性能及断裂性能的控制因子进行参数分析,研究不同能量输入历程、不同构造型式以及不同初始裂纹长度对考虑裂纹扩展的节点抗震性能及累积损伤的影响,深入剖析各控制因子对其抗震性能影响程度、损伤退化程度以及裂纹扩展的发展规律。（4）考虑焊接残余应力对梁柱节点损伤退化的影响,运用有限元软件ABAQUS采用热-结构间接耦合法对钢框架梁柱节点的瞬态焊接过程进行有限元模拟,进而得到焊接温度场、残余应力应变的分布及发展规律。（5）为更真实的反映梁柱节点焊接初始缺陷,提出焊接残余应力及初始裂纹对节点损伤退化的影响规律,得到残余应力及初始裂纹双因素耦合情况下对节点裂纹扩展的发展规律及对节点抗震性能及断裂性能影响程度。
宋哲[8]（2019）在《选区激光熔化钛合金的缺陷容限评价方法》文中进行了进一步梳理作为一种高材料利用率、高设计自由度和近净成形的加工方式,增材制造技术已成为航空航天部件制造的重要选择。选区激光熔化（SLM）技术作为主流方法之一,在钛合金制造中应用最为广泛,其中以Ti6Al4V为代表的α+β型双相钛合金因具有良好的综合性能、优良的生物相容性以及较高的损伤容限而被大量使用。研究表明,SLM的Ti6Al4V合金拉伸性能与锻件相当,然而其疲劳性能严重降低。研究认为,缺陷是导致疲劳性能降低的主要影响因素,因此开展缺陷容限研究是SLM的Ti6Al4V部件安全服役及性能评价的前提与基础。本文基于成形工艺良好SLM的Ti6Al4V合金,综合利用显微组织表征技术和基础力学试验,借助基于上海光源同步辐射X射线断层扫描（SR-μCT）和实验室微焦点断层扫描技术（XCT）,开展了微观组织揭示、缺陷分布表征、疲劳强度预测以及缺陷容限评价等系统探索。试验借助金相显微镜和电子背散射衍射（EBSD）设备进行了显微组织的表征研究,细小的针状?′马氏体硬脆相是SLM的Ti6Al4V合金强度高塑性差的根本原因。利用硬度测试、拉伸试验、疲劳试验和SR-μCT原位试验对合金的力学性能进行表征,发现缺陷显着恶化SLM的Ti6Al4V合金的疲劳性能,其尺寸、位置和形貌均对疲劳性能有不同程度的影响。基于SR-μCT和XCT的缺陷重构结果,开展缺陷尺寸的极值统计工作,利用极值估计量借助Murakami预测模型对疲劳强度进行预测,预测结果可靠。基于Kitagawa-Takahashi图的评估思想,借助断裂力学方法,对SLM的Ti6Al4V内部缺陷容限进行评价,确定了最大临界缺陷尺寸范围,通过有限元仿真描述了缺陷局部应力状态随位置不同的演化规律,并讨论了四种不同的缺陷分级评价方法,对真实含缺陷试样的疲劳裂纹萌生位置进行预测。研究结果为增材合金内部缺陷容限评价以及缺陷对疲劳性能和服役寿命的影响提供了重要的分析思路与方法,同时也为高速列车轻量化部件增材制造材料的尝试性应用提供了先期探索。
彭云强[9]（2019）在《Ⅰ型裂纹准静态断裂的理论表征与延性断裂韧性试验新方法》文中研究表明延性材料的单轴应力应变关系和断裂韧性（如J阻力曲线）是结构安全评定的基础内容,一直是结构完整性研究的重点和难点。随着小尺寸结构件的广泛应用和对服役构件进行微损或无损试验日益迫切的需要,采用小尺寸试样来获取延性材料力学性能及实现结构安全评价有重要学术价值和工程意义。本文在3个方面开展了深入细致的创新研究:基于不同几何构型的Ⅰ型裂纹试样测试材料断裂韧性的方法;基于传统小冲杆试验和圆片小试样侧压试验获取延性材料单轴等效应力应变关系曲线的方法;基于小试样破坏试验获取延性材料临界破断准则和延性断裂韧性的方法。主要完成了以下工作:（1）基于能量等效方法,提出了描述不同几何构型Ⅰ型裂纹试样的半解析载荷P与位移h关系（Semianalytical load vs.displacement,S-LD）模型和半解析J积分与载荷关系（Semianalytical J-integral vs.load,S-JL）模型,并借助简单有限元分析（Finite element analysis,FEA）标定了模型常数;对紧凑拉伸（Compact tension,CT）、内缺口C形拉伸（C-shaped inside edge-notched tension,CIET）、外缺口C形压缩（C-shaped outside edge-notched compression,COEC）等多种裂纹试样进行了FEA,当试样厚度B与宽度W之比为常数时,对于不同裂纹长度、不同构型和不同材料的裂纹试样,FEA获得的Ph与JP关系和由S-LD与S-JL模型预测的结果密切吻合;引入几何因子f,提出了考虑约束效应修正的半解析载荷与位移关系（Constraint-concerned semianalytical load vs.displacement,CS-LD）模型和考虑约束效应修正的半解析J积分与载荷关系（Constraint-concerned semianalytical J-integral vs.load,CS-JL）模型,由CS-LD和CS-JL模型可以实现不同几何约束下裂纹试样的Ph和JP关系的精确理论描述。（2）借助CS-LD与CS-JL半解析模型和Ph试验关系,提出了求解裂纹准静态扩展长度和J阻力曲线的新方法,该方法简称为基于能量等效的断裂韧性试验（Fracture toughness test based on energy equivalent,FT-TEE）方法。针对5种核电、热电材料:26NiCrMoV11-5、Cr2Ni2MoV、1Cr12Mo、P92和A508-III及5种不同构型的裂纹试样完成了试验,获得了Ph试验关系,并应用FT-TEE方法得到了材料的延性J阻力曲线;针对Cr2Ni2MoV和26NiCrMoV11-5钢,由FT-TEE方法得到的延性J阻力曲线与基于载荷分离方法获得的传统试验结果吻合良好。（3）基于FT-TEE方法完成了COEC小试样的高温压缩试验,获得了P92和A508-III钢的高温J阻力曲线;基于CS-LD模型可以获取不同厚度裂纹试样的实时裂纹长度,同时借助三维FEA获取的不同厚度试样的裂纹面刚性转动半径R,提出了基于能量等效的裂尖张开位移试验（Crack tip opening displacement test based on energy equivalent,CTOD-TEE）方法和基于能量等效的裂尖张开角试验（Crack tip opening angle test based on energy equivalent,CTOA-TEE）方法。（4）基于能量等效方法,针对小冲杆试验圆片试样的第III阶段和圆片小试样侧压试验（小侧压试验）的弹塑性段载荷与位移关系提出了理论描述模型;进而分别提出了获取延性材料单轴等效应力应变关系的两种试验新方法:基于能量等效的小冲杆试验（Small punch testing based on energy equivalent,SPT-EE）方法和基于能量等效的圆片小试样侧压试验（Small lateral-compression testing based on energy equivalent,SLT-EE）方法;对于给定的材料应力应变关系,由FEA获得Ph关系曲线,以此应用SPT-EE和SLT-EE方法再分别反演获得材料应力应变关系,结果表明:基于两种新方法对应力应变关系的反演预测结果与FEA给定的材料应力应变关系密切重合。应用SPT-EE和SLT-EE方法对4种材料:P92、DP600、A508-III和Q345B完成了室温试验研究,以及应用SPT-EE方法对两种材料:A508-III和Q345B完成了300℃试验研究,通过圆片小试样实现了材料应力应变关系和抗拉强度的试验获取,并与传统拉伸试验获得的结果相较吻合良好。（5）基于SPT-EE方法获得的材料单轴等效应力应变关系,提出借助小冲杆试验（Small punch testing,SPT）试样和缺口小冲杆试验（Notched small punch testing,NSPT）试样获取延性材料主应力型临界破断准则的方法;针对有限尺寸试样大变形FEA数值仿真,提出了可描述试样裂尖前沿第一主应力分布的修正公式;结合圆片小试样获得的应力型临界破断准则和第一主应力场修正公式,提出了一种基于小冲杆试验的断裂韧性预测（Fracture toughness evaluation based on small punch testing,FTE-SPT）方法。针对P92管道钢和DP600双相钢,实现了圆片小试样获取延性材料临界破断准则和J阻力曲线的应用。
张泰瑞[10]（2018）在《延性金属材料准静态力学性能的球压头压入测算方法研究》文中研究指明以单轴拉伸性能和断裂韧度为代表的准静态力学性能是材料最为常用和基本的力学性能指标,它们的准确测算对于在役设备的结构完整性评估及服役寿命延长具有重要意义。然而,传统的单轴拉伸试验和断裂韧度试验均需要破坏性取样,无法应用于在役设备之上。研究无需取样的准静态力学性能测试技术,是在役设备结构完整性评估及服役寿命延长的试验基础。因此,作者以得到广泛关注的球压头压入试验为测试手段,修正了广泛应用于有效弹性模量计算的Pharr-Oliver模型,研究了试样材料的弹塑性变形行为与损伤机理,验证了有效弹性模量表征压入损伤的有效性。建立起非预设本构方程的室温单轴力学性能测算模型,提出了确定材料高温软化指数的单调加载球压头压入试验方法。探讨了压入损伤与断裂试验试样材料损伤机理的相似性,建立起符合材料损伤机理的断裂韧度能量释放率模型,为延性金属材料准静态力学性能的球压头压入测试提供了理论支撑。在考虑试样材料塑性变形的基础上对广泛应用于有效弹性模量计算的Pharr-Oliver模型进行了修正,使其更加符合延性金属材料的实际压入过程。通过三维轮廓扫描,观察了残余压痕边缘的堆积、沉陷现象,探讨了堆积、沉陷现象对有效弹性模量计算结果的影响并提出了确定堆积/沉陷系数的方法,进一步提高了有效弹性模量的计算精度,为单轴力学性能及断裂韧度的球压头压入测试奠定了基础。基于有限元模拟结果,确定了摩擦导致的剪应力集中分布是损伤集中于“翅状”区域的原因。利用卸载曲线不同阶段的卸载斜率,分析了有效弹性模量缩减与损伤出现位置的关联,验证了通过有效弹性模量缩减表征试样材料压入损伤的有效性。通过将塑性区与核心区视为整体对膨胀孔洞模型做出简化,避免了因关联平均接触压力pm与核心区均布内压Pi而导致的计算误差。引入数字图像相关（DIC）方法测试了压痕塑性区半径rp以确定试样材料比例极限σ0,建立起弹、塑性应变能增量到等效应力-等效应变增量间的映射函数,提出了不依赖于特定本构方程的单轴应力-应变球压头压入测算模型。对比显微镜及远心镜头不同应变阈值下的σO计算结果发现,对于显微镜获取的图像,应变阈值的设置需要考虑镜头畸变和离面位移,必须根据堆积、沉陷情况设置不同的应变阈值;而对于远心镜头获取的图像,应变阈值的设置仅需要考虑镜头畸变,因此可以将不同材料的应变阈值视为定值。与室温单轴拉伸试验结果相比,屈服强度Rp0.2和抗拉强度Rm的室温球压头压入试验误差均小于5%,具有可靠的室温单轴力学性能测试精度。基于膨胀孔洞模型及Johnson-Cook本构方程,研究了高温情况下试样材料的弹塑性变形行为,建立起通过单调加载球压头压入试验确定材料参数和高温软化指数的压痕控制方程。通过分析位移传感器置于环境箱内、外时卸载斜率的差异,得到了室温下的机架柔度,并结合高温下机架材料弹性模量缩减,进一步确定了高温下的机架柔度。对比了第四章所述增量模型与第五章所述压痕控制方程在室温单轴应力-应变关系确定中的精度差异,分析了基于膨胀孔洞模型及Johnson-Cook本构方程推导的压痕控制方程在材料室温单轴应力-应变计算中的误差来源。与高温单轴拉伸试验结果相比,通过高温球压头压入试验测算的高温软化指数最大误差仅约10%,屈服强度和抗拉强度计算结果的最大误差均不超过20%,且测试结果具有良好的可重复性,可以满足工程应用需求。基于有限元模拟及理论分析对不同试样的应力三轴度进行分析,分析结果表明:I型断裂试样（紧凑拉伸试样）裂纹尖端始终处于高应力三轴度,II型断裂试样（Arcan试样）裂纹尖端、单轴压缩试样和压入试样’翅状’区域始终处于低应力三轴度,单轴拉伸试样中心区域存在由过渡应力三轴度向高应力三轴度的转变。配合扫描电镜观察结果发现,高应力三轴度与低应力三轴度下材料损伤及断裂机理表现出明显的差异性,但在应力三轴度相似情况下,预制裂纹试样与非预制裂纹试样的损伤机理存在相似性,揭示了通过非预制裂纹试样测算材料断裂韧度的合理性。基于损伤力学方法,提出了非预制裂纹试样测试中等效裂纹面积和势能释放的确定方法,拟合了球压头压入试验中的能量释放率,并与单轴拉伸及单轴压缩试验中的能量释放率拟合结果进行对比,对比结果表明有着相同损伤机理的球压头压入试验和单轴压缩试验表现出几乎相同的能量释放率,而单轴拉伸试验则表现出完全不同的能量释放率。基于能量释放率的断裂韧度测算模型具有明确的物理意义以及很高的可重复性,且测算出的断裂韧度与传统紧凑拉伸试验结果相比最大误差不超过10%,可以满足工程应用的稳定性和精度需求。综上所述,在考虑卸载前试样材料塑性变形的基础上对广泛应用于有效弹性模量计算的Pharr-Oliver模型进行了修正,分析了球压头压入试验中试样材料的损伤来源及其与有效弹性模量缩减间的关联,验证了利用有效弹性模量缩减表征试样材料损伤的有效性。研究了试样材料的弹塑性变形行为,在考虑室温与高温球压头压入测试特征的基础上,建立起非预设本构方程的材料室温单轴力学性能测算模型,并提出了确定材料高温软化指数的单调加载球压头压入试验方法。探讨了含预制裂纹试样裂纹尖端材料与非预制裂纹试样材料损伤机理的相似性,揭示了利用非预制裂纹试样测算材料断裂韧度的合理性。应用损伤力学方法确定了非预制裂纹试样试验中的能量释放率,提出了符合材料损伤机理的断裂韧度球压头压入测算模型。上述研究为延性金属材料准静态力学性能的球压头压入测试提供了理论支撑,对在役设备结构完整性评估及服役寿命延长具有重要意义。
二、R曲线法在焊缝金属延性断裂韧度测试中的应用研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、R曲线法在焊缝金属延性断裂韧度测试中的应用研究（论文提纲范文）
（1）超低温环境下9Ni钢药芯焊丝电弧焊接头低周疲劳及断裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超低温环境对9Ni钢接头疲劳性能的影响 |
| 1.2.2 9Ni钢热影响区粗晶区断裂韧性研究 |
| 1.2.3 超低温下焊缝中析出相对疲劳和断裂性能的影响 |
| 1.2.4 熔合线界面组织和性能 |
| 1.3 本文研究内容与思路 |
| 第2章 实验材料、平台与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 试验平台 |
| 2.2.1 疲劳试验机 |
| 2.2.2 超低温环境箱 |
| 2.3 接头性能试验 |
| 2.3.1 焊缝视检和X射线检测 |
| 2.3.2 显微硬度实验 |
| 2.3.3 拉伸性能试验 |
| 2.3.4 超低温夏比冲击试验 |
| 2.3.5 低周疲劳性能试验 |
| 2.3.6 CTOD断裂韧度试验 |
| 2.3.7 超低温裂纹扩展试验 |
| 2.4 材料表征方法 |
| 2.4.1 金相观测 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜分析(SEM、BSE、EDS和 EBSD) |
| 2.4.3 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.4.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.5 有限元模拟分析 |
| 2.6 图像统计分析软件 |
| 2.6.1 IMAGE-PRO软件 |
| 2.6.2 Photoshop软件 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 接头超低温低周疲劳行为和失效机理研究 |
| 3.1 接头微观组织和常规力学性能 |
| 3.2 接头超低温低周疲劳性能 |
| 3.2.1 接头E-N低周疲劳试验设计 |
| 3.2.2 母材低周疲劳性能 |
| 3.2.3 不同温度下接头低周疲劳性能 |
| 3.3 接头超低温下低周疲劳行为研究 |
| 3.3.1 接头超低温下低周疲劳变形特点 |
| 3.3.2 接头超低温下循环响应行为研究 |
| 3.3.3 疲劳试样断口形貌分析 |
| 3.4 接头超低温下低周疲失效机理研究 |
| 3.4.1 PMZ和焊缝中心组织特点 |
| 3.4.2 疲劳过程中的黄铜型织构演化 |
| 3.4.3 接头低周疲劳失效竞争机制研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 焊缝组织及其超低温断裂韧性研究 |
| 4.1 焊缝微观组织研究 |
| 4.1.1 焊缝组织特点和析出相的种类和分布 |
| 4.1.2 焊接热输入对焊缝组织的影响机理分析 |
| 4.1.3 不同焊缝组织常规力学性能 |
| 4.2 焊缝超低温断裂韧性 |
| 4.2.1 CTOD断裂韧性试验设计 |
| 4.2.2 焊缝超低温断裂韧性 |
| 4.3 焊缝超低温断裂行为研究 |
| 4.3.1 稳定扩展区断口形貌特点 |
| 4.3.2 稳定扩展区裂纹扩展行为研究 |
| 4.4 析出相对焊缝超低温断裂韧性的影响 |
| 4.4.1 不同焊缝微观区域有限元分析 |
| 4.4.2 析出相含量对微区应力和变形的影响 |
| 4.4.3 析出相形貌对微区应力和变形的影响 |
| 4.4.4 超低温下含析出相微区微裂纹形成机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 界面组织及其断裂行为研究 |
| 5.1 接头界面类型及其组织特点 |
| 5.1.1 9Ni钢 FCAW接头界面类型及其形成机理 |
| 5.1.2 不同类型界面组织特点及其硬度分布 |
| 5.2 稀释层的组织特点及其马氏体转变 |
| 5.2.1 稀释层的组织特点 |
| 5.2.2 稀释层的马氏体转变特点 |
| 5.3 界面残余变形研究 |
| 5.3.1 不同界面残余变形分布及其产生机理分析 |
| 5.3.2 DL层超低温稳定性和变形研究 |
| 5.4 界面断裂韧性和裂纹扩展行为研究 |
| 5.4.1 界面断裂韧性研究 |
| 5.4.2 界面裂纹扩展行为研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 主要结论及创新点 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）含缺陷X80管道GMAW自动焊环焊缝应变容量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 管线拉伸应变容量概述 |
| 1.2.1 基于应变设计 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.2.3 管线拉伸应变容量模型 |
| 1.3 断裂力学与CTOD试验 |
| 1.3.1 断裂力学理论概述 |
| 1.3.2 管线钢领域的CTOD试验 |
| 1.4 管线环焊接头拉伸应变容量的影响因素 |
| 1.5 本文主要研究内容与思路 |
| 第二章 环焊接头材料性能测试 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 环焊接头显微组织分析 |
| 2.3 环焊接头冲击韧性测试 |
| 2.4 环焊接头工程应力应变曲线 |
| 2.4.1 基于数字图像相关方法 |
| 2.4.2 全焊缝金属矩形拉伸试样 |
| 2.4.3 环焊接头力学性能测试 |
| 2.5 环焊接头硬度测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 管线环焊接头断裂韧性研究 |
| 3.1 断裂力学试验准备 |
| 3.1.1 单试样卸载柔度法 |
| 3.1.2 双引伸计测量CTOD |
| 3.1.3 CTOD试样设计 |
| 3.2 断裂力学试验过程 |
| 3.2.1 SENB试样试验过程 |
| 3.2.2 SENT试样试验过程 |
| 3.2.3 试验后试样九点法测量 |
| 3.3 断裂阻力曲线计算 |
| 3.3.1 柔度的处理 |
| 3.3.2 SENB试样的断裂阻力曲线 |
| 3.3.3 SENT试样的断裂阻力曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 含缺陷X80自动焊环焊接头的拉伸应变容量 |
| 4.1 切线法原理 |
| 4.2 裂纹驱动力模型的构建 |
| 4.2.1 ABAQUS数值分析平台简介 |
| 4.2.2 材料模型 |
| 4.2.3 静态裂纹模型设置 |
| 4.3 管道内压对环焊接头拉伸应变容量的影响 |
| 4.3.1 获取裂纹驱动力曲线 |
| 4.3.2 获取拉伸应变容量 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（3）基于等承载原则的力学性能不均匀的对接接头抗疲劳设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 焊接接头的疲劳性能 |
| 1.2.1 金属材料的疲劳概述 |
| 1.2.2 焊接接头抗疲劳设计基本方法 |
| 1.2.3 焊接接头疲劳性能改善技术概述 |
| 1.3 高强钢焊接结构特点及应用概述 |
| 1.3.1 高强钢及其焊接性概述 |
| 1.3.2 强度失配对高强钢焊接结构承载能力的影响 |
| 1.4 焊接接头等承载设计研究现状 |
| 1.4.1 焊接接头静载等承载设计 |
| 1.4.2 焊接接头弯曲等承载设计 |
| 1.4.3 焊接接头冲击等承载设计 |
| 1.4.4 低应力脆断情况下的焊接接头等承载设计 |
| 1.4.5 工程构件形状优化设计方法 |
| 1.5 材料力学性能不均匀性对接头界面应力影响研究现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 对接接头疲劳等承载设计思想与设计准则 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 对接接头疲劳等承载设计思想 |
| 2.3 对接接头疲劳等承载设计可行性研究 |
| 2.3.1 对接接头疲劳等承载设计可行性理论分析 |
| 2.3.2 对接接头疲劳等承载设计可行性实验论证 |
| 2.4 对接接头疲劳等承载设计实现条件和判据 |
| 2.4.1 对接接头疲劳等承载设计实现条件 |
| 2.4.2 对接接头疲劳等承载设计判据 |
| 2.5 对接接头疲劳等承载临界设计曲线几何优化 |
| 2.5.1 接头理想化几何优化 |
| 2.5.2 接头非理想化几何优化 |
| 2.6 对接接头疲劳等承载设计准则 |
| 2.6.1 理想化的对接接头疲劳等承载设计准则 |
| 2.6.2 非理想化的对接接头疲劳等承载设计准则 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 平滑对接接头疲劳等承载设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料力学性能不均匀对界面附近应力分布的影响 |
| 3.2.1 传统方法评定材料非均质导致的界面应力奇异性 |
| 3.2.2 三维有限元法分析材料非均质对接头界面应力的影响 |
| 3.2.3 基于三维弹性理论的对接接头界面应力评定方法 |
| 3.3 基于名义应力法的平滑对接接头疲劳等承载设计理论分析 |
| 3.3.1 基于名义应力法的均质材料疲劳评定 |
| 3.3.2 基于名义应力法的非均质材料疲劳评定 |
| 3.3.3 基于名义应力法的平滑对接接头疲劳等承载设计方法 |
| 3.4 基于名义应力法的平滑对接接头疲劳等承载设计实验验证 |
| 3.4.1 基于名义应力法的Q550D(ER70S-6)接头疲劳等承载设计 |
| 3.4.2 基于名义应力法的Q550D(ER70S-6)疲劳等承载设计接头实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含初始裂纹或类裂纹缺陷对接接头疲劳等承载设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于断裂力学的含初始裂纹或类裂纹缺陷对接接头疲劳等承载设计理论分析 |
| 4.2.1 基于断裂力学的均质材料疲劳评定 |
| 4.2.2 基于断裂力学的非均质材料疲劳评定 |
| 4.2.3 基于断裂力学的含初始裂纹或类裂纹缺陷对接接头疲劳等承载设计方法 |
| 4.3 基于断裂力学法的含初始裂纹或类裂纹缺陷对接接头疲劳等承载设计实验验证 |
| 4.3.1 基于断裂力学法的Q550D(ER70S-6)接头疲劳等承载设计 |
| 4.3.2 基于断裂力学法的Q550D(ER70S-6)疲劳等承载设计接头实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 考虑疲劳裂纹萌生寿命时的对接接头疲劳等承载设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于全寿命法的均质材料疲劳评定 |
| 5.2.1 疲劳裂纹萌生寿命估算方法的确定 |
| 5.2.2 疲劳裂纹萌生阶段和扩展阶段的划分方法 |
| 5.2.3 疲劳裂纹扩展寿命估算方法的确定 |
| 5.3 基于全寿命法的非均质材料疲劳评定 |
| 5.3.1 非均质材料疲劳失效过程分析 |
| 5.3.2 基于全寿命的非均质材料疲劳寿命估算 |
| 5.4 基于全寿命法的对接接头疲劳等承载设计方法 |
| 5.5 基于全寿命法的对接接头疲劳等承载设计实验验证 |
| 5.5.1 基于全寿命法的Q550D(ER70S-6)接头疲劳等承载设计 |
| 5.5.2 基于全寿命法的Q550D(ER70S-6)疲劳等承载设计接头实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 低合金高强钢焊接研究进展 |
| 1.1.1 低合金高强钢分类及其焊接性 |
| 1.1.2 低合金高强钢主要焊接方法 |
| 1.1.3 低合金高强钢接头组织特征 |
| 1.2 中厚板低合金高强钢焊缝成形控制 |
| 1.2.1 中厚板主要焊接方法 |
| 1.2.2 中厚板焊接焊缝成形控制 |
| 1.3 中厚板焊接接头力学性能评定 |
| 1.3.1 中厚板焊接接头力学非均匀性 |
| 1.3.2 中厚板焊接接头断裂性能 |
| 1.3.3 低合金高强钢断裂韧性驱动力评估 |
| 1.4 本课题研究内容及意义 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 焊接试验方法 |
| 2.2.1 焊接试验设备 |
| 2.2.2 焊接试验工艺 |
| 2.3 力学性能试验方法 |
| 2.3.1 显微硬度分析 |
| 2.3.2 拉伸试验方法 |
| 2.3.3 弯曲试验方法 |
| 2.3.4 冲击韧性测试 |
| 2.4 断裂韧度测试方法 |
| 2.5 材料表征方法 |
| 2.5.1 金相制样方法 |
| 2.5.2 金相观察 |
| 2.5.3 扫描电镜观察与能谱分析 |
| 2.5.4 EBSD制样与观察 |
| 2.5.5 透射电子显微镜观察 |
| 2.6 激光复合焊过程中熔池及等离子体观察 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 激光-电弧复合焊工艺及接头成形影响因素研究 |
| 3.1 激光焊焊缝成形影响因素及其控制 |
| 3.2 激光-电弧复合焊焊缝成形及影响因素 |
| 3.2.1 先导热源对焊缝成形的影响 |
| 3.2.2 光丝间距对焊缝成形的影响 |
| 3.2.3 复合焊热源参数对焊缝成形影响 |
| 3.3 坡口中激光与电弧热源的耦合机理 |
| 3.3.1 坡口中激光与电弧的耦合行为 |
| 3.3.2 坡口中激光-电弧复合焊的熔池流动行为 |
| 3.4 背部焊缝成形控制 |
| 3.4.1 背部坡口对焊缝成形影响 |
| 3.4.2 背部坡口对底部熔池形态影响 |
| 3.5 中厚板焊接双面成形控制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 激光-电弧复合焊接头组织形貌及其力学性能 |
| 4.1 接头各区域微观组织表征 |
| 4.1.1 焊缝组织特征 |
| 4.1.2 热影响区组织特征 |
| 4.1.3 接头显微硬度分析 |
| 4.2 接头晶粒特征及析出相 |
| 4.2.1 焊接接头晶粒特征 |
| 4.2.2 焊接接头析出相特征 |
| 4.3 接头力学性能与组织的关系 |
| 4.3.1 冲击试验结果及裂纹扩展路径分析 |
| 4.3.2 微观组织与冲击韧性的内在关联性研究 |
| 4.3.3 拉伸及弯曲试验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光-电弧复合焊接头断裂力学行为研究 |
| 5.1 焊缝断裂韧性性能分析 |
| 5.2 焊接接头断裂韧性驱动力数值模拟研究 |
| 5.2.1 有限元数值模型 |
| 5.2.2 裂纹尖端张开应力分析 |
| 5.2.3 焊接接头断裂驱动力分析 |
| 5.3 焊缝断裂韧性及驱动力对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 本文创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
（5）长期热老化对核电站主管道焊接接头断裂性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 核电当前发展——工程建设 |
| 1.1.2 核电未来发展——延寿工程 |
| 1.2 核电站一回路主管道技术发展 |
| 1.2.1 主管道制造技术发展 |
| 1.2.2 主管道焊接技术发展 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 主管道热老化损伤性能研究进展 |
| 1.3.2 主管道热老化损伤机理研究进展 |
| 1.4 当前研究存在的不足之处 |
| 1.5 本研究的主要内容 |
| 第2章 主管道焊接接头宏观性能规律研究(D) |
| 2.1 试验材料与方案 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验方案 |
| 2.2 拉伸性能规律研究 |
| 2.2.1 不同焊接区域拉伸性能差异分析 |
| 2.2.2 热老化对焊接区域拉伸性能影响分析 |
| 2.3 冲击性能规律研究 |
| 2.3.1 不同焊接区域冲击性能差异分析 |
| 2.3.2 热老化对焊接区域冲击性能影响分析 |
| 2.4 断裂性能规律研究 |
| 2.4.1 不同焊接区域断裂性能差异分析 |
| 2.4.2 热老化对焊接区域断裂性能影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 主管道焊接接头断裂评估(C) |
| 3.1 断裂性能预测模型研究 |
| 3.1.1 确定性断裂预测模型对比分析 |
| 3.1.2 概率断裂性能预测模型研究 |
| 3.2 破前漏“LBB”分析 |
| 3.2.1 热老化对主管道临界裂纹尺寸影响分析 |
| 3.2.2 拘束效应对主管道临界裂纹尺寸影响分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 热老化性能缓解技术研究(A) |
| 4.1 热回复对主管道焊接接头性能回复规律研究 |
| 4.1.1 热回复性能分析 |
| 4.1.2 热回复机理研究 |
| 4.2 热回复后材料再役规律研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 主管道焊接接头热老化微观机理研究(B) |
| 5.1 热老化损伤的纳米压痕微观研究 |
| 5.2 热老化损伤的微观研究 |
| 5.2.1 冲击试验断口分析 |
| 5.2.2 断裂韧度试验断口分析 |
| 5.3 热老化损伤的纳观研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 存在问题与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文与参加科研项目说明 |
| 附录:主要符号说明 |
| 致谢 |
（6）低温下钢结构连接抗剪疲劳和动态断裂韧性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 钢结构低温力学性能研究进展 |
| 1.3 钢结构低温疲劳研究进展 |
| 1.3.1 基于应力/应变控制的疲劳试验 |
| 1.3.2 基于断裂力学的裂纹扩展研究 |
| 1.4 钢材动态断裂性能研究进展 |
| 1.4.1 动态断裂力学基本概念 |
| 1.4.2 动态断裂韧性的试验研究方法 |
| 1.4.3 钢材动态断裂断裂韧性试验研究进展 |
| 1.4.4 试验-数值混合方法测定钢材动态断裂韧性 |
| 1.5 本文的研究内容和研究方法 |
| 第2章 低温下钢结构连接抗剪疲劳性能试验研究 |
| 2.1 试件与材料 |
| 2.2 加载方案 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 试验现象 |
| 2.3.2 试验数据 |
| 2.4 试验结果分析 |
| 2.4.1 S-N曲线拟合 |
| 2.4.2 低温与常温试验对比 |
| 2.5 抗低温疲劳设计建议 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 低温下结构钢材及焊缝动态断裂韧性试验研究 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.1.1 化学成分 |
| 3.1.2 焊接工艺参数 |
| 3.1.3 基本力学性能 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.2.1 试样设计 |
| 3.2.2 疲劳裂纹预制 |
| 3.2.3 试验设备及试验过程 |
| 3.2.4 试验结果分析流程 |
| 3.2.5 起裂时间的确定 |
| 3.2.6 断后裂纹扩展长度测量 |
| 3.2.7 III型及IV型断裂材料动态裂纹扩展阻力曲线J-R计算方法 |
| 3.2.8 II型断裂材料动态断裂韧性计算及惯性力的消除 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 示波冲击曲线汇总 |
| 3.3.2 试样断裂时间结果汇总 |
| 3.3.3 试样断后测量结果 |
| 3.3.4 动态J-R曲线结果 |
| 3.3.5 断裂韧性值计算结果汇总 |
| 3.3.6 结果分析讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 低温下结构钢材动态断裂韧性数值模拟分析 |
| 4.1 ABAQUS Explicit显式动力学分析 |
| 4.1.1 材料本构模型的选取 |
| 4.1.2 三维有限元模型及网格切分 |
| 4.1.3 基于节点位移的动态应力强度因子K的计算 |
| 4.2 ABAQUS Implicit隐式动力学分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于动态断裂韧性的裂纹扩展探讨 |
| 5.1 动态断裂工程算例探究 |
| 5.1.1 简单试样在理想冲击荷载下的动态响应研究 |
| 5.1.2 实际工程构件冲击荷载下的动态响应研究 |
| 5.1.3 车辆撞击交通信号灯柱动态断裂分析 |
| 5.2 抗低温动态断裂设计建议 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）考虑裂纹扩展的钢框架节点抗震性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 钢结构抗震研究意义 |
| 1.1.2 节点破坏对钢结构抗震性能的影响 |
| 1.1.3 焊缝质量对梁柱节点抗震及断裂性能的影响 |
| 1.2 国内外钢框架梁柱节点损伤破坏研究现状 |
| 1.2.1 钢框架梁柱节点损伤破坏试验研究现状 |
| 1.2.2 钢框架梁柱节点损伤破坏有限元模拟研究现状 |
| 1.3 钢框架节点裂纹扩展研究进展 |
| 1.3.1 焊接初始缺陷研究进展 |
| 1.3.2 焊接残余应力研究进展 |
| 1.3.3 裂纹扩展研究进展 |
| 1.4 现有研究不足 |
| 1.4.1 缺乏对不同构造型式节点损伤退化的对比研究 |
| 1.4.2 能量输入历程对钢结构节点影响研究较少 |
| 1.4.3 焊接缺陷对节点力学性能的影响有待研究 |
| 1.4.4 焊接节点损伤破坏研究有待深入 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 研究思路和流程 |
| 1.5.2 研究内容和方法 |
| 第二章 钢框架梁柱节点裂纹扩展有限元分析 |
| 2.1 钢框架梁柱节点损伤机理 |
| 2.1.1 金属疲劳理论 |
| 2.1.2 金属延性开裂理论 |
| 2.2 节点延性开裂损伤演化方程 |
| 2.2.1 均匀缺陷假定 |
| 2.2.2 延性开裂的损伤演化方程 |
| 2.2.3 节点循环荷载下损伤过程数值计算方法 |
| 2.3 钢框架节点裂纹扩展数值分析方法 |
| 2.3.1 扩展有限元法基本原理 |
| 2.3.2 ABAQUS XFEM模块裂纹研究方法 |
| 2.4 节点有限元损伤模型 |
| 2.4.1 材料性能 |
| 2.4.2 有限元模型建立 |
| 2.4.3 初始裂纹的假定 |
| 2.4.4 单元类型及网格划分 |
| 2.4.5 加载方式 |
| 2.5 扩展有限元计算结果分析 |
| 2.5.1 应力云图 |
| 2.5.2 裂纹扩展分析 |
| 2.5.3 节点裂纹扩展过程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 钢框架梁柱节点裂纹扩展试验研究 |
| 3.1 试验目的 |
| 3.2 试验设计 |
| 3.2.1 试件设计 |
| 3.2.2 初始裂纹的确定 |
| 3.2.3 试件加载 |
| 3.2.4 测点布置 |
| 3.3 试验现象及破坏形态 |
| 3.4 试验结果分析 |
| 3.4.1 滞回性能分析 |
| 3.4.2 延性性能分析 |
| 3.4.3 耗能能力分析 |
| 3.4.4 退化特征分析 |
| 3.5 试验结果与有限元计算对比 |
| 3.5.1 破坏形态对比 |
| 3.5.2 滞回曲线对比分析 |
| 3.5.3 各项抗震指标对比分析 |
| 3.5.4 节点焊缝区域应力分布及变化规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 钢框架梁柱节点裂纹扩展控制因子分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 不同能量输入历程对梁柱节点抗震及断裂性能的影响 |
| 4.2.1 试件加载制度设计 |
| 4.2.2 有限元计算结果分析 |
| 4.2.3 对称加载方式对节点抗震及断裂性能的影响 |
| 4.2.4 加载跨幅对节点抗震及断裂性能的影响 |
| 4.2.5 峰值大小及顺序对节点抗震及断裂性能的影响 |
| 4.2.6 幅值大小对节点抗震及断裂性能的影响 |
| 4.3 不同构造型式对梁柱节点抗震及断裂性能的影响 |
| 4.3.1 模型参数说明 |
| 4.3.2 三种构造型式下节点裂纹扩展及破坏现象 |
| 4.3.3 三种构造型式节点抗震性能分析 |
| 4.3.4 三种构造型式节点断裂性能分析 |
| 4.4 不同初始裂纹长度对梁柱节点抗震及断裂性能的影响 |
| 4.4.1 考虑初始裂纹长度的节点有限元模型 |
| 4.4.2 不同初始裂纹长度下节点裂纹扩展及破坏现象 |
| 4.4.3 不同初始裂纹长度对节点抗震性能的影响 |
| 4.4.4 不同初始裂纹长度对节点断裂性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 考虑残余应力的钢框架梁柱节点裂纹扩展研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 焊接模拟的有限元分析基本理论 |
| 5.2.1 焊接过程有限元方法简介 |
| 5.2.2 焊接温度场的分析理论 |
| 5.2.3 焊接热弹塑性理论 |
| 5.3 焊接过程数值模拟 |
| 5.3.1 有限元数值模拟的主要过程 |
| 5.3.2 有限元模型的建立 |
| 5.3.3 焊接温度场的施加 |
| 5.3.4 焊接残余应力的求解 |
| 5.4 残余应力下的梁柱节点抗震及断裂性能研究 |
| 5.4.1 残余应力下的三种构造形式节点裂纹扩展研究 |
| 5.4.2 残余应力对梁柱节点抗震性能的影响 |
| 5.4.3 残余应力对梁柱节点断裂性能的影响 |
| 5.5 焊接节点初始缺陷双因素耦合关系研究 |
| 5.5.1 焊接节点初始缺陷类型及相互关系 |
| 5.5.2 初始裂纹长度及残余应力双因素下的节点裂纹扩展研究 |
| 5.5.3 初始裂纹长度及残余应力双因素下的节点抗震性能对比研究 |
| 5.5.4 初始裂纹长度及残余应力双因素下的节点断裂性能对比研究 |
| 5.5.5 焊接节点初始缺陷双因素耦合关系研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）选区激光熔化钛合金的缺陷容限评价方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 选区激光熔化增材制造技术工艺特点 |
| 1.2.1 选区激光熔化增材制造技术 |
| 1.2.2 选区激光熔化增材制造技术的优缺点 |
| 1.2.3 选区激光熔化Ti6Al4V面临的若干问题 |
| 1.3 缺陷容限评价研究现状 |
| 1.3.1 缺陷对力学性能的影响 |
| 1.3.2 基于X射线的缺陷行为研究 |
| 1.3.3 缺陷容限评价方法 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第二章 材料制备与试验方法 |
| 2.1 成形设备及材料 |
| 2.2 微观组织分析 |
| 2.3 力学性能试验 |
| 2.3.1 硬度测试 |
| 2.3.2 拉伸性能试验 |
| 2.3.3 疲劳性能试验 |
| 2.3.4 裂纹扩展特性试验 |
| 2.3.5 原位同步辐射X射线成像试验 |
| 2.4 断口观测 |
| 2.5 微焦点CT成像 |
| 第三章 增材钛合金微观结构及力学性能 |
| 3.1 微观组织表征 |
| 3.1.1 金相组织 |
| 3.1.2 微观组织的EBSD表征 |
| 3.2 显微硬度 |
| 3.3 拉伸性能 |
| 3.4 疲劳性能测试 |
| 3.4.1 疲劳极限 |
| 3.4.2 高周疲劳行为 |
| 3.5 疲劳裂纹扩展特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 缺陷极值统计及疲劳极限预测 |
| 4.1 微焦点CT断层扫描分析 |
| 4.2 同步辐射X射线断层扫描分析 |
| 4.3 缺陷尺寸的极值统计 |
| 4.4 基于极值统计结果的疲劳强度预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 缺陷容限评价方法 |
| 5.1 缺陷容限评价 |
| 5.2 缺陷评价等级 |
| 5.3 失效缺陷预测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研成果及参与项目 |
（9）Ⅰ型裂纹准静态断裂的理论表征与延性断裂韧性试验新方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 延性材料断裂韧性试验方法 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 载荷分离试验方法 |
| 1.2.3 EPRI方法 |
| 1.2.4 CTOD试验方法 |
| 1.2.5 CTOA试验方法 |
| 1.3 延性材料强度准则研究 |
| 1.4 SPT方法 |
| 1.4.1 用于获取延性材料单轴性能的SPT方法 |
| 1.4.2 用于获取延性材料断裂性能的SPT方法 |
| 1.5 本文研究工作 |
| 第2章 基于能量等效的I型裂纹问题弹塑性半解析模型 |
| 2.1 理论模型 |
| 2.1.1 纯塑性控制方程 |
| 2.1.2 弹塑性半解析模型 |
| 2.2 半解析模型参数的数值仿真标定方法 |
| 2.2.1 数值仿真条件 |
| 2.2.2 模型参数标定方法 |
| 2.3 S-LD和S-JL模型的有效性 |
| 2.3.1 平面应变条件下模型验证 |
| 2.3.2 非平面应变条件下模型验证 |
| 2.4 考虑约束效应的半解析模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于能量等效的延性材料断裂韧性试验方法 |
| 3.1 获取J阻力曲线的FT-TEE方法 |
| 3.1.1 基于CS-LD模型的实时裂纹长度求解方法 |
| 3.1.2 基于CS-LD和CS-JL模型的J阻力曲线获取方法 |
| 3.1.3 FT-TEE方法应用 |
| 3.2 获取CTOD阻力曲线的CTOD-TEE方法 |
| 3.2.1 基于CS-LD模型和试样转动半径的CTOD阻力曲线获取方法 |
| 3.2.2 CTOD-TEE方法应用 |
| 3.3 获取CTOA阻力曲线的CTOA-TEE方法 |
| 3.3.1 基于CS-LD模型和试样转动半径的CTOA阻力曲线获取方法 |
| 3.3.2 CTOA-TEE方法应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于圆片小试样的弹塑性理论与试验方法 |
| 4.1 研究条件 |
| 4.1.1 材料、试样和试验装置 |
| 4.1.2 数值仿真条件 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 SLT-EE和SPT-EE方法的参数标定及有效性 |
| 4.3.1 数值仿真参数标定方法 |
| 4.3.2 圆片小试样试验方法的有效性 |
| 4.4 SLT-EE和SPT-EE方法应用 |
| 4.4.1 预测延性材料力学性能的SLT-EE方法 |
| 4.4.2 预测延性材料力学性能的SPT-EE方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 获取平面应变J阻力曲线的SPT方法 |
| 5.1 研究条件与方法 |
| 5.1.1 材料、试样和试验装置 |
| 5.1.2 数值仿真条件 |
| 5.1.3 基于小试样的主应力型临界破断准则获取方法 |
| 5.1.4 基于应力场和临界破断准则获取材料断裂韧性的方法 |
| 5.2 有限尺寸I型裂纹试样应力场 |
| 5.3 延性材料临界破断准则获取和FTE-SPT方法应用 |
| 5.3.1 不同构型试样破坏试验与临界破断准则获取 |
| 5.3.2 获取J阻力曲线的FTE-SPT方法应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.Ⅰ型裂纹弹塑性理论与断裂韧性试验方法 |
| 2.基于圆片小试样的弹塑性理论、数值分析与试验方法 |
| 3.展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 中英文缩略词对照表 |
| 攻读博士论文期间发表的学术论文和成果 |
| 期刊论文 |
| 国家发明专利 |
（10）延性金属材料准静态力学性能的球压头压入测算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号及英文缩写说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 材料单轴力学性能的压入试验 |
| 1.2.2 材料断裂韧度的压入试验 |
| 1.2.3 延性金属材料的损伤及表征 |
| 1.2.4 延性金属材料的高温软化及表征 |
| 1.3 问题提出及研究意义 |
| 1.3.1 问题提出 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 第2章 试验方法与过程 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 常规力学性能试验 |
| 2.2.1 单轴拉伸试验 |
| 2.2.2 单轴压缩试验 |
| 2.2.3 Ⅰ型断裂试验 |
| 2.2.4 Ⅱ型断裂试验 |
| 2.3 球压头压入试验及压痕塑性区半径测量 |
| 2.3.1 球压头压入试验 |
| 2.3.2 压痕塑性区半径测量 |
| 2.4 损伤机理微观观测 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Pharr-Oliver模型修正及压入损伤的有效弹性模量表征 |
| 3.1 计算有效弹性模量的Pharr-Oliver模型修正 |
| 3.2 压入过程有限元模拟 |
| 3.2.1 几何模型和边界条件 |
| 3.2.2 摩擦系数选取 |
| 3.2.3 网格无关性验证 |
| 3.2.4 残余压痕面假设的可靠性验证 |
| 3.3 堆积/沉陷现象研究 |
| 3.3.1 堆积/沉陷现象 |
| 3.3.2 堆积/沉陷现象对有效弹性模量计算的影响 |
| 3.3.3 堆积/沉陷系数的确定 |
| 3.4 压入损伤的有效弹性模量表征 |
| 3.4.1 压入损伤观测 |
| 3.4.2 压入损伤的来源 |
| 3.4.3 有效弹性模量表征压入损伤的有效性验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 非预设本构下材料室温单轴力学性能的增量模型 |
| 4.1 单轴应力-应变计算的理论模型 |
| 4.1.1 简化的膨胀孔洞模型 |
| 4.1.2 压入过程能量分析 |
| 4.1.3 基于微分原理的单轴应力-应变测算 |
| 4.2 屈服强度和抗拉强度 |
| 4.2.1 本构方程的选取 |
| 4.2.2 屈服强度和抗拉强度的确定 |
| 4.3 测量系统应变阈值研究 |
| 4.3.1 应变阈值的意义 |
| 4.3.2 应变阈值对比例极限计算结果的影响 |
| 4.4 试验结果与讨论 |
| 4.4.1 室温单轴力学性能测算结果 |
| 4.4.2 误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于修正Johnson-Cook方程的材料高温单轴力学性能测算模型 |
| 5.1 材料高温单轴力学性能的正向求解 |
| 5.1.1 压痕控制方程 |
| 5.1.2 余项误差 |
| 5.2 材料高温单轴力学性能的逆向求解 |
| 5.3 压入试验系统高温柔度校正 |
| 5.4 试验结果与讨论 |
| 5.4.1 高温单轴力学性能测算结果 |
| 5.4.2 误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 考虑材料损伤机理的室温断裂韧度能量释放率模型 |
| 6.1 应力三轴度分析 |
| 6.1.1 Ⅰ型断裂试样预制裂纹尖端应力三轴度 |
| 6.1.2 Ⅱ型断裂试样预制裂纹尖端应力三轴度 |
| 6.1.3 单轴拉伸试样的应力三轴度 |
| 6.1.4 单轴压缩试样的应力三轴度 |
| 6.2 延性金属材料损伤机理研究 |
| 6.2.1 高应力三轴度下材料损伤机理 |
| 6.2.2 低应力三轴度下材料损伤机理 |
| 6.2.3 预制裂纹试样与非预制裂纹试样损伤机理相似性 |
| 6.3 能量释放率模型 |
| 6.3.1 球压头压入试验中的能量释放率 |
| 6.3.2 能量释放率模型验证 |
| 6.4 试验结果与讨论 |
| 6.4.1 紧凑拉伸试验结果 |
| 6.4.2 基于能量释放率模型的断裂韧度测算结果 |
| 6.4.3 误差分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文、参与课题及奖励情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、R曲线法在焊缝金属延性断裂韧度测试中的应用研究（论文参考文献）
- [1]超低温环境下9Ni钢药芯焊丝电弧焊接头低周疲劳及断裂行为研究[D]. 沐卫东. 上海交通大学, 2020
- [2]含缺陷X80管道GMAW自动焊环焊缝应变容量研究[D]. 陈庆龙. 西安石油大学, 2020(09)
- [3]基于等承载原则的力学性能不均匀的对接接头抗疲劳设计研究[D]. 温学. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究[D]. 许轲. 上海交通大学, 2020(01)
- [5]长期热老化对核电站主管道焊接接头断裂性能影响的研究[D]. 余伟炜. 天津大学, 2019(01)
- [6]低温下钢结构连接抗剪疲劳和动态断裂韧性试验研究[D]. 顾浩洋. 清华大学, 2019(02)
- [7]考虑裂纹扩展的钢框架节点抗震性能分析[D]. 成维佳. 东南大学, 2019(05)
- [8]选区激光熔化钛合金的缺陷容限评价方法[D]. 宋哲. 西南交通大学, 2019(03)
- [9]Ⅰ型裂纹准静态断裂的理论表征与延性断裂韧性试验新方法[D]. 彭云强. 西南交通大学, 2019(03)
- [10]延性金属材料准静态力学性能的球压头压入测算方法研究[D]. 张泰瑞. 山东大学, 2018(02)