金属学报  2006, Vol. 42 Issue (6): 635-640

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两种高强钢在高加载速率下的II型动态断裂韧性

许泽建; 李玉龙; 刘元镛; 罗景润; 陈裕泽

西北工业大学航空学院; 西安 710072

MODE II DYNAMIC FRACTURE TOUGHNESS OF TWO HIGH STRENGTH STEELS UNDER HIGH LOADING RATE

XU Zejian; LI Yulong; LIU Yuanyong LUO Jingrun; CHEN Yuze

西北工业大学航空学院

许泽建; 李玉龙; 刘元镛; 罗景润; 陈裕泽 . 两种高强钢在高加载速率下的II型动态断裂韧性[J]. 金属学报, 2006, 42(6): 635-640 .
, , , , . MODE II DYNAMIC FRACTURE TOUGHNESS OF TWO HIGH STRENGTH STEELS UNDER HIGH LOADING RATE[J]. Acta Metall Sin, 2006, 42(6): 635-640 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(343 KB)   摘要: 采用实验-数值相结合的方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢剪切试样在冲击 载荷作用下的II型动态断裂韧性进行了测试. 实验在Hopkinson压杆系统上 完成, 试样的起裂时间采用应变片法测得. 结合有限元三维动态模拟, 得到 了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程, 并由实测的起裂时间 确定两种钢的动态断裂韧性. 结果表明, 在现有加载率范围(2 ×10 6 - 7×10 6 MPa m 1/2 /s)内, 两种高强钢试样几乎全部由绝热剪切模式引发断裂, 其动态 断裂韧性均随加载速率的增加而呈现上升趋势, 且在相同加载速率下后者的 动态断裂韧性大于前者的动态断裂韧性. 并对韧带尺寸对试样断裂韧性的影响进行了研究. 关键词 ： 高强钢,  加载速率,  剪切载荷      Abstract：Mode II dynamic fracture toughnesses K IId for high strength steels, 40Cr and 30CrMnSiNi2A, subjected to impact loading were measured using an experiment-number combined method. The tests were performed on shear specimens with Hopkinson pressure bar and the time of crack initiation was determined by strain gauge. With 3-D transient finite element analysis, the time evolution of dynamic stress intensity factor under different loading rates was obtained and the dynamic fracture toughness was determined by fracture initiation time. The results show that within the loading rate range (2×10 6 -7×10 6 MPa m 1/2/s), almost all the specimens failed by adiabatic shear bands and the K IId values of the two steels increase with increasing loading rate. The K IId value of 30CrMnSiNi2A is larger than that of 40Cr at the same loading rate. The effect of ligament size on fracture toughness was also discussed. Key words： high strength steel    loading rate    shear loading 收稿日期: 2005-09-29      ZTFLH:  O347.3   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 许泽建 李玉龙 刘元镛 罗景润 陈裕泽 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2006/V42/I6/635 [1] Rokach I V. Fatigue Pract Eng Mater Struct, 1998; 21: 1007 [2] Li Y L. Rare Met Mater Eng, 1993; 22(5): 12 (李玉龙．稀有金属材料与工程, 1993;22(5):12) [3] Li Y L, Guo W G, Jia D X, Liu Y Y. Acta Mech Solid Sin, 1995; 8(Special Issue): 210 [4] Li Y L, Liu Y Y. J Comput Struct Mech Appl, 1995; 12(1): 110 (李玉龙,刘元镛．计算结构力学及应用, 1995;12(1):110) [5] Guo W G, Li Y L, Liu Y Y. Theor Appl Pract Mech, 1997; 26: 29 [6] Kalthoff J F, Winkler S. In: Chen C Y, Kunze H D, Meyer L W, eds., Proc Int Conf on Impact Loading & Dynamic Behavior of Materials, Bremen: Deutsche Gesellschaft fur Metallkunde, 1988: 185 [7] Kalthoff J F, Andreas B. Int J Fract, 2004; 30: 957 [8] Dong X L, Wang L L, Wang W, Yu J L. Explosion Shock Waves, 1999; 19: 222 (董新龙,王礼力,王 悟,虞吉林．爆炸与冲击, 1999;19: 222) [9] Dong X L, Wang L L, Yu J L. J Ningbo Univ (Nat Sci Eng Engl), 2003; 16: 429 [10] Ruiz C, Mines RAW. Int J Fract, 1985; 29: 101 [11] Rittel D, Levin R, Maigre H. Mech Res Commun, 1997; 24: 57 [12] Klepaczko J R. J Mech Phys Solids, 1998; 46: 2139 [13] Mercier S, Molinari A. J Mech Phys Solids, 1998; 46: 1463 [1] 王重阳, 韩世伟, 谢峰, 胡龙, 邓德安. 固态相变和软化效应对超高强钢焊接残余应力的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1613-1623. [2] 金鑫焱, 储双杰, 彭俊, 胡广魁. 露点对连续退火0.2%C-1.5%Si-2.5%Mn高强钢选择性氧化及脱碳的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1324-1334. [3] 侯旭儒, 赵琳, 任淑彬, 彭云, 马成勇, 田志凌. 热输入对电弧增材制造船用高强钢组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1311-1323. [4] 陆斌, 陈芙蓉, 智建国, 耿如明. 应用稀土氧化物冶金技术改善高强钢焊接性能[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1206-1216. [5] 周红伟, 白凤梅, 杨磊, 陈艳, 方俊飞, 张立强, 衣海龙, 何宜柱. 1100 MPa级高强钢的低周疲劳行为[J]. 金属学报, 2020, 56(7): 937-948. [6] 罗海文,沈国慧. 超高强高韧化钢的研究进展和展望[J]. 金属学报, 2020, 56(4): 494-512. [7] 李金许,王伟,周耀,刘神光,付豪,王正,阚博. 汽车用先进高强钢的氢脆研究进展[J]. 金属学报, 2020, 56(4): 444-458. [8] 文明月, 董文超, 庞辉勇, 陆善平. 一种Fe-Cr-Ni-Mo高强钢焊接热影响区的显微组织与冲击韧性研究[J]. 金属学报, 2018, 54(4): 501-511. [9] 杜瑜宾, 胡小锋, 姜海昌, 闫德胜, 戎利建. 回火时间对Fe-Cr-Ni-Mo高强钢碳化物演变及力学性能的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(1): 11-20. [10] 张清东,林潇,曹强,卢兴福,张勃洋,胡树山. 冷轧高强钢板淬火过程板形瓢曲缺陷演变规律研究[J]. 金属学报, 2017, 53(4): 385-396. [11] 冯祥利,王磊,刘杨. Q460钢焊接接头组织及动态断裂行为的研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(7): 787-796. [12] 范林,丁康康,郭为民,张彭辉,许立坤. 静水压力和预应力对新型Ni-Cr-Mo-V高强钢腐蚀行为的影响*[J]. 金属学报, 2016, 52(6): 679-688. [13] 马宏驰, 杜翠薇, 刘智勇, 郝文魁, 李晓刚, 刘超. E690高强钢在SO2污染海洋大气环境中的应力腐蚀行为研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(3): 331-340. [14] 李小琳, 王昭东. 一步Q&P工艺对双马氏体钢微观组织与力学性能的影响*[J]. 金属学报, 2015, 51(5): 537-544. [15] 高古辉, 桂晓露, 安佰锋, 谭谆礼, 白秉哲, 翁宇庆. 终冷温度对Mn系超低碳HSLA钢组织及低温韧性的影响[J]. 金属学报, 2015, 51(1): 21-30. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed