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高强钢40Cr和30CrMnSiNi2A Ⅰ型和Ⅱ型动态断裂韧性的研究

李玉龙  许泽建  
【摘要】:采用实验-数值方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢在不同加载速率的冲击载荷作用下进行了动态断裂韧性的测试,并对其率相关性进行研究。实验在Hopkinson压杆系统上完成,Ⅰ型和Ⅱ型实验分别采用三点弯曲试样和单边裂纹剪切试样,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材料动态断裂韧性。另外,还采用Hopkinson拉杆系统对40Cr材料的中心穿透裂纹板试样进行了Ⅰ型断裂测试,其结果与三点弯曲试样所得结果吻合较好。结果表明,Ⅰ型实验中40Cr钢为解理型断裂,而30CrMnSiNi2A钢则在较大程度上表现出延性断裂的特征;Ⅱ型实验中,两种材料主要由绝热剪切模式引发断裂。得到了以上各情况下两种材料动态断裂韧性均随加载速率的变化规律,并对引起不同断裂模式及率相关性的原因进行了宏观和微观机理分析。

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