厚鋼板斷裂韌性CTOD研究.pdf

1、對(duì)于金屬材料力學(xué)性能，中國(guó)船級(jí)社制定的《材料與焊接規(guī)范2008修改通報(bào)》規(guī)定了金屬材料裂紋尖端張開(kāi)位移試驗(yàn)(CTOD)。規(guī)范里詳細(xì)說(shuō)明了試樣制備、試驗(yàn)過(guò)程、試驗(yàn)要求以及試驗(yàn)報(bào)告，但是關(guān)于試驗(yàn)溫度以及CTOD允許值的選取沒(méi)作任何說(shuō)明。本文通過(guò)分析Q345鋼的斷裂韌性CTOD指標(biāo)，針對(duì)中國(guó)船級(jí)社關(guān)于CTOD試驗(yàn)的不完善之處，做了以下工作： 根據(jù)強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)隨溫度的變化規(guī)律，類比斷裂韌度δ，獲得斷裂韌度δ隨溫度變化的規(guī)律。以20

2、℃時(shí)的斷裂韌度δ0作為基本單位，其它溫度下的斷裂韌度δk與δ0的比值——無(wú)量綱CTOD值，利用非線性曲線擬合軟件1stopt對(duì)CTOD最大載荷值進(jìn)行擬合，提出了裂紋尖端張開(kāi)位移隨溫度變化的計(jì)算式。針對(duì)Q345鋼提出CTOD試驗(yàn)溫度，并根據(jù)屈強(qiáng)比與溫度之間的關(guān)系，來(lái)確定不同鋼種試驗(yàn)溫度。 分析了厚度對(duì)于裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài)的影響，從理論上說(shuō)明了應(yīng)力狀態(tài)對(duì)鋼材脆性的影響。根據(jù)斷裂韌度δ在同一溫度下隨著厚度的增加趨于一個(gè)數(shù)值，故選取Q34

3、5鋼在20℃時(shí)的斷裂韌度δ分析其規(guī)律，并提出了裂紋尖端張開(kāi)位移隨厚度變化的計(jì)算式。厚度對(duì)CTOD允許值也具有相似的影響規(guī)律，針對(duì)不同厚度提出不同的允許值δmin。 對(duì)CTOD試驗(yàn)方案進(jìn)行了研究，包括兩個(gè)方面。第一個(gè)方面，根據(jù)傳統(tǒng)力學(xué)理論的強(qiáng)度折減方法，類比裂紋尖端張開(kāi)位移，提出折減系數(shù)β。用折減系數(shù)來(lái)判斷CTOD試驗(yàn)的適用范圍。第二個(gè)方面，由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，對(duì)CTOD試驗(yàn)樣本采用了數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，確定在某種置信度水平下的