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动态加载条件下某船用压制接头的安全评定
| 论文题名： | 动态加载条件下某船用压制接头的安全评定 |
| 关键词： | 动态加载;船用压制接头;安全评定;有限元分析 |
| 摘要： | 本文以某船用压制接头为研究对象，采用实验和软件模拟两种方法对其在动态加载条件下的断裂力学性能及断裂机理进行了系统的研究，主要工作及研究结果如下： 首先，按照国家标准将压制接头的调质区、过渡区、压制区分别加工成标准的Charpy冲击试样，采用RKP450示波冲击试验机进行试验测试，得到载荷-位移曲线等数据，并结合试样冲击后的宏观断口和微观断口分析结果，确定出了调质区（A区）、过渡区（B区）的韧脆转变温度，研究发现A区和B区试样随着温度的降低，逐渐由韧性断裂向脆性断裂转变。同一温度条件下，A区试样抵抗冲击的能力要优于B区，韧性相对较好，而压制区（C区）在试验温度范围内始终表现为脆性断裂，在试验温度范围内并未测出韧脆转变温度，并且抵抗冲击载荷的能力最差。 其次，对预裂纹试样进行示波冲击试验，得到载荷-位移曲线和载荷-时间曲线，通过实验方法确定起裂时间，利用Rice J.提出的J积分理论和线弹性断裂公式计算出每个试样动态断裂韧度，并进行有效性检验，通过大量试验确定出三个区分别在六个温度下的动态断裂韧度值，结合ANSYS有限元软件，编制动态J积分计算程序，对试样承受冲击的过程进行有限元模拟，将有限元计算出的动态断裂韧度与实验结果进行对比分析。研究发现有限元结果和试验结果吻合的很好，完全可以应用于工程计算。A、B、C三区的动态断裂韧度值都是随着温度的降低而减小，具有温度效应，并且A、B两区在韧脆转变温度附近变化显著，C区试样的动态断裂韧度值变化相对较小。 最后，基于EPFM剩余强度准则和R6准则两种高级评定方法对A、C两区材料进行安全评定分析，绘制出对应的安全评定曲线，对两种方法进行对比研究。结合ABAQUS软件利用扩展有限元法对理论计算出的评定曲线图进行模拟验证。研究发现模拟结果和理论计算结果基本吻合，而且采用理论计算结果与模拟结果相比而言，理论计算更为保守。 通过大量试验发现，退役的压制接头内部确实存在一定的微观缺陷，并且工作环境对其材料力学性能的影响较大。由此可见，本文的研究具有重要的工程实际意义。 |
| 作者： | 许振琦 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 朱世范 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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