海水腐蝕對碳鋼宏細觀阻裂力學性能的影響.pdf

1、廣泛應用于海洋基礎設施中的碳鋼等金屬材料，其腐蝕損傷斷裂是材料與結構失效的主要形式之一。斷裂及損傷力學是研究有缺陷材料或結構破壞問題的重要分析工具。本文通過斷裂力學研究帶預置切口中小試件在三點彎曲和單向拉伸加載實驗過程中的斷裂行為，分析預置切口的形狀變形和尺寸在斷裂過程中對不同斷裂參數(shù)的影響規(guī)律。對比Q235試件海水腐蝕前后斷裂規(guī)律和力學性能的變化，為海洋基礎設施的設計選材安全使用提供實驗數(shù)據(jù)與理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:
　　1

2、.文中綜述了鋼鐵腐蝕研究的現(xiàn)狀與斷裂力學及細觀力學的發(fā)展及應用，介紹了部分實驗測試設備。通過SEM掃描電鏡對帶不同尺寸割口的Q235低碳鋼進行原位拉伸實驗，探討了海水腐蝕前后碳鋼試件的斷裂行為與微觀斷口形貌變化。
　　2.分析了海水浸澤對Q235鋼力學性能的影響，得到其宏觀力學性能在不同情況下的變化規(guī)律。如試件割口附近應力強度因子與韌度等斷裂參數(shù)的尺寸效應，裂紋擴展長度、應力集中系數(shù)等參量隨載荷的變化規(guī)律等。
　　3.探討了

3、用斷裂力學參數(shù)對不同尺寸缺口試樣最大承載力的估計方法，通過塑性理論中的滑移線場模型計算帶切口試件的承載力;也通過雙K斷裂準則及阻裂模型對試件的承載能力進行預估計算，且與實驗數(shù)據(jù)作比較。
　　4.根據(jù)三點彎曲梁的電測跟蹤測試，對碳鋼的卸載定律、彈塑性裂紋位移變形進行了進一步探討，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析海水腐蝕對碳鋼試件承載力和斷裂韌度的影響。
　　5.利用ABAQUS有限元分析軟件對拉伸試件進行數(shù)值模擬，得到了在不同載荷下預置裂紋