论文题目: JIC测试方法研究与某船体钢焊接结构的失效评定
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 尹建成
导师: 刘瑞堂
关键词: 测试方法,钝化线,有效性条件,焊接结构,失效评定
文献来源: 哈尔滨工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文对目前JIc测试方法中存在的几个主要问题进行了研究,对弹塑性断裂力学（EPFM）剩余强度分析方法和有缺陷结构完整性的评定方法R6进行了对比分析,并依据R6对按某艇焊接工艺施焊的某船体钢焊接结构进行了失效评定,得到的主要结论如下。 （1） Prantl提出的伸张区宽度与裂尖张开位移的比值（SZW/δ）和材料性能间的关系与试验结果吻合得较差,其根本原因在于其推导过程中采用的假设前后矛盾。SZW/δ值与流变应力近似呈线性关系,而不是正比关系。 （2） 通过对裂纹试样钝化过程的分析,基于D-B模型和J积分的路径无关性原理推导出一种新的钝化线方程,并采用某低合金钢的三种热处理状态对该钝化线方程进行了验证。结果表明,与现行标准中的钝化线方程相比,此方程与试验结果吻合得更好。 （3） 现行标准中规定的钝化线斜率太低,左界限线的偏置量过大,以及上界限线的限制太严格是造成高撕裂阻力材料的J（Ic）测试中难以得到有效数据的主要原因。提出采用新的钝化线方程,并适当放宽对△αmin和Jmax的限制的建议,即取过△α=0.03mm处的钝化线的平行线为左界限线,将Jmax=b0σY/6作为上界限线。 （4） 当采用JIC/σY作为表征最小韧带尺寸的参量时,系数α受材料强度影响较大,即α随材料强度的升高而增大;将JIC/σY换作JIc/E之后,系数αE基本不受材料强度的影响,且各材料的αE比较集中。此结果表明JIc/E更适合用作有效性条件中的参量。提出了一个新的有效性条件,经验证,该条件与试验结果吻合得很好。 （5） 基于EPFM剩余强度分析方法和R6评定准则建立的同一结构的剩余强度图差异较大。分析后认为,产生此差异的原因在于二者的失效准则不同,前者采用延性断裂韧度JIC进行的评定实际上是启裂评定,而后者采用平面应变断裂韧度KIC（或平面应力断裂韧度KC）进行的评定实际上是失稳评定。 （6） 在静载条件下,该船体钢焊接结构中焊缝金属的抗断性能比船体
论文目录:
第1章 绪论
1．1 引言
1．2 延性断裂韧度J_(IC)测试技术的研究现状
1．2．1 钝化线确定方法的研究进展
1．2．2 有效性检验条件的研究进展
1．2．3 J控制的裂纹扩展条件的研究进展
1．2．4 延性断裂韧度J_(IC)的确定方法的研究进展
1．3 焊接接头断裂问题的研究进展
1．4 失效评定方法简介
1．4．1 剩余强度分析方法
1．4．2 结构完整性评定方法
1．5 本文的研究工作
第2章 J_(IC)测试方法研究与某船体钢及焊缝金属的J_(IC)和J_(Id)测试
2．1 引言
2．2 关于伸张区宽度与裂尖张开位移间关系的研究
2．3 关于钝化线方程的研究
2．3．1 钝化线方程的推导
2．3．2 试验验证
2．4 关于有效数据范围及J_(IC)值的确定方法的研究
2．4．1 试验
2．4．2 测试结果
2．4．3 讨论
2．4．4 J_(IC)值的确定及检验
2．5 关于有效性条件的研究
2．6 对现行标准的几点修改建议
2．7 某船体钢及其焊缝金属的力学性能测试
2．7．1 常规力学性能测试
2．7．2 静态延性断裂韧度测试
2．7．3 动态断裂韧度测试
2．8 本章小结
第3章 EPFM剩余强度分析方法与R6评定准则的对比研究
3．1 引言
3．2 含缺陷结构的基本情况
3．3 基于EPFM剩余强度分析方法的分析
3．3．1 原理
3．3．2 分析过程及结果
3．4 基于R6准则的分析
3．4．1 原理
3．4．2 分析过程及结果
3．5 两种评定方法的比较与分析
3．6 本章小结
第4章 船体钢焊接结构的失效评定
4．1 引言
4．2 舰艇结构工作条件概述
4．3 焊接结构的力学性能及裂纹类型
4．4 焊接结构的本构关系
4．5 焊接结构的失效评定曲线
4．6 有关参数的确定
4．7 焊接结构的失效评定
4．7．1 静载条件下焊接结构的失效评定
4．7．2 动载条件下焊接结构的失效评定
4．7．3 载荷速率对焊接结构抗断性能及失效模式的影响
4．7．4 关于应力-临界裂纹尺寸曲线类型的分析
4．8 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
发布时间: 2005-10-21
参考文献
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