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本文通过ABAQUS对采用大直径周边切口试件(外径大于输入和输出杆直径)时的试验系统进行了动力学有限元分析,提出了一个改进的采用大直径周边切口试件进行材料动态断裂试验和弹塑性材料动态断裂韧度J表征的方法。依据此方法,本文对名义外径相同而名义裂纹长度不同的大直径周边切口LY12CZ短圆柱试件进行了动态断裂试验。
本文推导了深裂纹条件下周边切口短圆柱试件在瞬态加载下的裂纹扩展时的修正的远场JdM积分计算公式,并依据起裂止裂试验的P-δ曲线以及依据标定曲线法得到的δ-△α和α(t)曲线,获得了裂纹扩展阻力曲线JdM-R。本文以实测的载荷P作为力边界条件,以实测的δ-△α作为裂纹运动边界条件,将周边切口试件简化为平面轴对称的有限元模型,采用ADINA程序进行了裂纹扩展有限元分析。本文还依据现有文献的试验结果对双边切口薄板LY12CZ小试件进行了类似的有限元分析,得到了相同的结论。
本文还采用ADINA程序近似计算了运动裂纹的围道Jd积分,对动态断裂试件进行了扫描电镜断口分析及对周边切口试件动态断裂时与周边裂纹的等效性进行了研究,均得到了一些有意义的结果。