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船板弯曲加工过程中细观损伤的数值模拟
| 论文题名： | 船板弯曲加工过程中细观损伤的数值模拟 |
| 关键词： | 细观损伤;体胞模型;曲率半径;塑性变形;材料强化;Ansys模拟 |
| 摘要： | 损伤力学是用损伤本构模型代替无损伤本构模型来研究裂纹尖端的应力、应变场的分布,以便更深入地揭示材料破坏的本质.细观力学主要目的是建立材料细观结构与力学性质之间的定量关系,将理性力学、断裂损伤理论、计算力学、试验力学与材料物理理论(位错理论、晶体范性、界面结构)、显微测量技术和近代物理方法有机地结合起来.因此细观损伤力学是固体力学与材料科学沟通与结合的纽带.随着人们对金属材料质量和性能的要求越来越高,对材料性能分析的要求也越来越高,细观损伤也得到了蓬勃的发展和广泛的应用.但大多研究方向是航天、航空材料,应用在船舶方面的寥寥无几,然而,随着对船舶质量的要求越来越高,对船舶材料的关注也越来越多,有必要研究船舶材料的细观损伤.本文选择船舶用钢板AH32为研究对象,通过对经典连续介质力学理论框架加以改造,引入表征材料细观结构和损伤的物理或几何量,确定其演化方程;同时发展由细观向宏观过渡的均匀化方法,建立细观结构、内部缺陷与宏观力学性能之间的定量关系,从而在细观尺度上形成一套的损伤模型.应用工程结构分析有限元软件Ansys软件,对模型的弯曲加工塑性变形加以模拟计算.论文主要包括以下几个方面内容:论文首先介绍了选题的背景依据和研究对象,概述了国内外关于材料细观损伤研究的历史和现状,并简要介绍了论文研究的思想和方法;在第一章中,主要阐述了损伤力学基本原理、基本假设、损伤变量、以及细观力学的研究方法,和研究细观损伤的Gurson模型;第二章主要针对船舶用钢板AH32的机械性能、加工变形特性,选择适用的孔洞分布体胞模型、本构方程、流动方程、屈服理论,模拟的边界条件和加载方式进行和应用细观统计方法计算初始损伤;第三章着重应用Ansys软件模拟三点、四点弯曲,分析、对比计算结果,优化出在弯曲加工变形中的加载方式、载荷的分配方式,并结合硬化理论,计算了塑性变形后的剩余强度,定义一个基于剩余强度的损伤变量W,给出一个一维变量来综合反映损伤和硬化,为强度分析、寿命计算提供损伤参数. |
| 作者： | 王景洋 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 林哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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