含裂纹铝合金薄板的断裂韧度与剩余强度研究

《含裂纹铝合金薄板的断裂韧度与剩余强度研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第6卷第1期2015年2月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICAI。SCIENCEANDENGINEERINGV01．6NO．1Feb．2015文章编号：1674—8190(2015)0I一052—07含裂纹铝合金薄板的断裂韧度与剩余强度研究樊振兴，李亚智，王亚星，姜薇7(西北工业大学航空学院，西安710072)摘要i为了探究影响含裂纹铝合金薄板材料断裂韧度、剩余强度的几何因素以及韧性材料的断裂机理，对典型航空铝合金2524一T3薄板，采用不同宽度、不同初始裂纹长度的中心裂纹板试样进行试验，测定

2、材料的K-R阻力曲线，确定平面应力断裂韧度K。和表观断裂韧度K。。。。试验结果表明：对于薄板结构，K-R阻力曲线与板宽相关；试件宽度、初始裂纹长度对断裂韧度和表观断裂韧度的确定都有影响，且板宽度的影响较大。基于上述结论，推荐两种可同时反映韧性材料断裂中的净截面屈服效应和韧性撕裂过程的剩余强度预测方法。关键词：含裂纹铝合金薄板；K-R阻力曲线；断裂韧度；剩余强度中图分类号：V215．6；0346．1文献标识码：AStudyonFractureToughnessandResidualStrengthofAlumin

3、umAlloyThinSheetwithCrackFanZhenxing，LiYazhi，WangYaxing，JiangWei(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Inordertostudythegeometricfactorsaffectingthefracturetoughnessandresidualstrengthofthinsheetstructureswitbcrac

4、kandthefracturemechanismofductilematerial，anexperimentisconductedtOobtainK-Rresistancecurvesforatypicaltypeofaviationmaterials，2524一T3aluminumalloysheet，usingmiddlecracktensionspecimenwithdifferentwidthandinitialcracklength，andhencedeterminetheplanestressfra

5、cturetoughnessKcandapparentfracturetoughnessKapp．ThetestingandanalysisresultsindicatethattheKRresist—ancecurveshighlyrelevanttospecimens’widthbutlesstotheinitialcracklength．Thefracturetoughnessandapparentfracturetoughnessareaffectedapparentlybyboththespecime

6、nwidthandtheinitialcracklength．Twomodelsfortheresidualstrengthpredictionofthinsheetstructuresareproposed．Bothcanexhibitthefeaturesofnet—sectionyieldingandstableductiletearingduringthefractureofductilemetals．Keywords：aluminumalloysheetwiththecrack；K-Rresistan

7、cecurve；fracturetoughness；residualstrength0引言平面应力断裂韧度用于描述薄板材料抵抗裂纹扩展的能力。通常用来表征薄板断裂韧度的参数有应力强度因子K、能量释放率G、．，积分、裂纹尖端张开位移CTOD和裂纹尖端张开角CTOA。针对不同参数的测量，形成了一系列测试标准，一些学者进行了相关研究u。5]。在工业领域，特别是收稿日期：2014—03—25；修回日期：2014—0517通信作者：樊振兴，fanzxwy@163．COITI航空航天行业，广泛采用基于线弹性断裂力学的K-R

8、阻力曲线作为确定材料平面应力断裂韧度K。和结构剩余强度的基础。对于确定材料，使用不同试件形式获得的K-R阻力曲线相似，因此将K-R阻力曲线看作独立于试件面内几何尺寸与试件类型的材料属性，只关心材料厚度与测试温度的影响。为了尽可能保证小范围屈服条件，进行K-R阻力曲线测试时通常采用大型宽板试样口]。出于试验成本和试验条件等因素的考虑，有必要研究小板宽条件下K-R阻力曲线、断裂韧度与其在近