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原文传递厚钢板断裂韧性CTOD研究

论文题名：	厚钢板断裂韧性CTOD研究
关键词：	船舶材料;断裂韧度;厚钢板;钢材脆性;温度变化
摘要：	对于金属材料力学性能，中国船级社制定的《材料与焊接规范2008修改通报》规定了金属材料裂纹尖端张开位移试验(CTOD)。规范里详细说明了试样制备、试验过程、试验要求以及试验报告，但是关于试验温度以及CTOD允许值的选取没作任何说明。本文通过分析Q345钢的断裂韧性CTOD指标，针对中国船级社关于CTOD试验的不完善之处，做了以下工作：根据强度指标和塑性指标随温度的变化规律，类比断裂韧度δ，获得断裂韧度δ随温度变化的规律。以20℃时的断裂韧度δ0作为基本单位，其它温度下的断裂韧度δk与δ0的比值——无量纲CTOD值，利用非线性曲线拟合软件1stopt对CTOD最大载荷值进行拟合，提出了裂纹尖端张开位移随温度变化的计算式。针对Q345钢提出CTOD试验温度，并根据屈强比与温度之间的关系，来确定不同钢种试验温度。分析了厚度对于裂纹尖端应力状态的影响，从理论上说明了应力状态对钢材脆性的影响。根据断裂韧度δ在同一温度下随着厚度的增加趋于一个数值，故选取Q345钢在20℃时的断裂韧度δ分析其规律，并提出了裂纹尖端张开位移随厚度变化的计算式。厚度对CTOD允许值也具有相似的影响规律，针对不同厚度提出不同的允许值δmin。对CTOD试验方案进行了研究，包括两个方面。第一个方面，根据传统力学理论的强度折减方法，类比裂纹尖端张开位移，提出折减系数β。用折减系数来判断CTOD试验的适用范围。第二个方面，由于试验数据服从正态分布，对CTOD试验样本采用了数理统计的方法，确定在某种置信度水平下的样本数量。对新研发的TMCP钢E40-Z35厚钢板进行了低温CTOD韧性试验，结果表明其具有良好的低温韧性。同时，评价了确定CTOD试验温度和CTOD允许值方法。
作者：	陈庆林
专业：	结构工程
导师：	苗张木
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文