延性斷裂力學(xué)文獻(xiàn)筆記

OnsetofdiffuseneckingOnsetoflocalneckingYieldingOnsetofdiffuseneckingOnsetoflocalneckingYieldingLoadDisplacementFractureFig,2.Schematicplotoftheload-displacementrecordofatensionTest,5\7l(600|占+liquidTemperature(°C)FcjC十liquid1P2OO--+liquidFcjC十liquidaustenite77+應(yīng)3。+ledeburite?Fe3C+ledeburitecementitc6001,000仕+7—800Fe3CFe3C+ledeburite+Fe3C+ledeburite+pearlite02pearlite(eutectoid)(bymass)ledeburite(eutectic)(1-44)；在裂紋的形成和擴(kuò)展中，Tvergaard1571在有限元計算的基礎(chǔ)上，描述了試件在平面應(yīng)變拉伸時自由表面的韌性剪切斷裂，證明了平面應(yīng)變拉伸實驗和圓棒拉伸實驗結(jié)果的重大區(qū)別：平面應(yīng)變拉伸沒有明燦的頸縮現(xiàn)象發(fā)生.最終破壞是由變形局部化引起的剪切斷裂，剪切帶以外的孔洞體積百分比很小，而圓柱拉伸斷裂則是由于頸縮中心處孔洞匯合而引起的。Beachem(1973)和Cud踮(1985)四山的研究認(rèn)為,在就局部尺度而言,距裂紋面最大塑性切應(yīng)變方向45。方位’是空穴聚合最容易發(fā)生的方向，但全局的約束水平要求裂紋擴(kuò)展仍然保持在自己的初始裂紋面。這樣?來，-種折中的方式就是裂紋以“之"字形向前擴(kuò)展，如圖1-4所示口宏觀來看裂紋裂紋平穩(wěn)向前擴(kuò)展，但放大時觀察會發(fā)現(xiàn)裂紋出現(xiàn)在初始擴(kuò)展方向±45。的方位處。王國珍,etal."GTN損傷模型對C—Mn鋼缺口拉伸試樣延性斷裂的預(yù)測."機(jī)械強度0.4(2008):647-652.來TVergaard和NeedlemarA"對Gerson模型進(jìn)行了修正,引入三個修正?數(shù)爭、％和如即小(與，氣/}=|己』+2/^icosh3；/—1一兩⑵在這一修正的模型中.考慮了微孔之間的相互作用和材料應(yīng)變硬化的協(xié)同作用.并把微孔聚合引入模型。當(dāng)孔洞體積分?jǐn)?shù).，達(dá)到臨界值.n時,孔洞開始聚合廣*孔洞體枳分?jǐn)?shù)/達(dá)到臨界值_/p時，材料斷裂.這就是細(xì)觀的G11M(GursothTvcrgaaM.Nccdlctnan)損傷模型.這一模型被廣泛用于描述和預(yù)測延性金屬的微孔型損傷和斷裂，2實驗方法實驗材料為一種匚Mn熱軋鋼(16MnR).含有因軋制而產(chǎn)生的條狀MiiS夾雜物。該鋼經(jīng)900宅的淬火和685筆保溫24小時的高溫回火，得到鐵素體和碳化物組織。用室溫光滑拉伸實驗測得的屈服應(yīng)力務(wù)為364MPm加I：硬化指數(shù)n為0.287.圓棒缺LI拉伸試樣如圖］所示，通過改變?nèi)笨诟霃降玫讲煌瑧?yīng)力狀態(tài).4神快口根半徑#的尺寸分別為4mni.2mtn.Imm和0,5nun.對不同缺口根學(xué)徑的--個試祥在室溫下加我到斷裂，龍錄載荷一位移曲線.測量斷裂載荷；對另外兩個試樣加載到臨近斷裂載荷時的不同載荷下卸載.然后把試祥沿軸向切開成窖片,磨制成金相試樣.用2%的硝酸酒精溶液腐蝕后用掃描電鏡觀察缺M前的微北洞損傷形態(tài).

0,04IIi0123距離DistanceXImm

(a)三向應(yīng)力度bj*(a)Stress*triasia]it>'qlu-tre5,2GTE模型時延性起裂位.置的預(yù)洌圖6表明，':佩I:根半徑怪]mm時,GW模型預(yù)曳地J延性迎裂位.置任試樣中少;當(dāng)R<Imn時，預(yù)測的起裂位置在試樣缺口根部.而圖了的實驗觀察表明，所有的延性起裂均產(chǎn)生于缺口糧部,產(chǎn)生這一差異的原因是G1N模型僅僅用孔洞體積分?jǐn)?shù)/達(dá)到一個臨界值來■定但住起袈.而未考慮?際材料組織電夾螫'物J孔洞的N寸■■形態(tài).分布和方位對損偽演化和斷裂'過程的影響用「用亦模型的模擬而言危￥Iim時的缺I「|商荷;何應(yīng)力度％虹的峰值因兩側(cè)新7效應(yīng)的■如忙『I!現(xiàn)上缺II試樣中心｛圖獨h此處的孔扁因高"k的作用長大校快，孔洞體積分?jǐn)?shù)將憂先達(dá)到—合時的臨界■值，布便起裂界％「?試樣中心w而對于實際材料組織的實驥，材料中含有不同尺寸、形狀和方位的夾雜物與碳化物粒子?%在加載過程中，夾雜牧I卜J難休的必畀業(yè)存?在M刀成變即北，片".缺II■部處的大N寸夾雜物在高塑性應(yīng)變(圖$b)的作用F與/體剝離形成大尺寸孔消，這些大尺寸孔桐在高應(yīng)蚤，件用,、快速可大而與缺I】聚合.從而引起或IJ根部3勺如裝(圖n這說明任模擬a性起裂時.應(yīng)號慮突阮材料坦織中夾雜物J'孔洞特征的彩響.陳志英,and董湘懷.■■基于GTN細(xì)觀損傷模型的板料成形過程損傷分析陳志英,and董湘懷.本文采用的GTN破裂準(zhǔn)則如公式，]血"U8)當(dāng)某個單元滿足公式，就意味著此單元材料破裂“TruestrainThelogarithmicstrain￡,alsocalled,truestrainorHenckystrain.Consideringanincrementalstrain(Ludwik)thelogarithmicstrainisobtainedbyintegratingthisincrementalstrain:hi(A)6f.hi(A)+e3/3whereeistheengineeringstrain.Thelogarithmicstrainprovidesthecorrectmeasureofthefinalstrainwhendeformationtakesplaceinaseriesofincrements,takingintoaccounttheinfluenceofthestrainpath.真實應(yīng)變e的增量應(yīng)該是瞬時伸長量除以瞬時長度de=dL/L。它不像應(yīng)力-應(yīng)變曲線那樣在載荷達(dá)到最大值后轉(zhuǎn)而下降，而是繼續(xù)上升直至斷裂，這說明金屬在塑性變形過程中不斷地發(fā)生加工硬化，從而外加應(yīng)力必須不斷增高，才能使變形繼續(xù)進(jìn)行，即使在出現(xiàn)縮頸之后，縮頸處的真實應(yīng)力仍在升高，這就排除了應(yīng)力-應(yīng)變曲線