【摘要】：隨著世界經(jīng)濟發(fā)展,工業(yè)界對設(shè)備安全性、穩(wěn)定性的要求越來越高,這就要求科技工作者們在應(yīng)用傳統(tǒng)的無損探傷技術(shù)保證缺陷的檢出外,還需要探索出一條檢測服役設(shè)備材料性能變化的途徑。沖擊吸收能量作為一種應(yīng)用廣泛、重點關(guān)注的力學(xué)性能指標(biāo),在設(shè)備的安全運行過程中至關(guān)重要。但傳統(tǒng)的試驗方法,需要對設(shè)備進(jìn)行破壞性取樣,往往無法應(yīng)用于服役設(shè)備,只能作為事故發(fā)生后的測試手段;而現(xiàn)有的測算方法,又需要相對沖擊吸收能量更為復(fù)雜的材料參數(shù)作為測算基礎(chǔ)。這導(dǎo)致了沖擊吸收能量的進(jìn)一步有效應(yīng)用十分受限。因此,研究一種可以應(yīng)用于服役設(shè)備在線檢測沖擊吸收能量的方法,就成為了不少研究者關(guān)注的焦點。針對這一問題,作者開展了自動球壓痕壓入試驗測算壓力容器用鋼沖擊吸收能量的方法研究,并對該方法進(jìn)行了試驗、模擬驗證,得到了以下成果:1、對常見壓力容器用鋼 SA508-3、SA516Gr70、30408、18MnMoNbR 和 Q345R進(jìn)行壓入、快速拉伸、夏比沖擊、沖擊止裂等試驗,得到了中應(yīng)變率下這幾種材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,實際觀測到了沖擊試樣的啟裂位置;2、結(jié)合壓入、快速拉伸、沖擊等試驗中材料損傷的物理本質(zhì),探索其關(guān)聯(lián)性,成功的利用快速拉伸、剪切試驗,將沖擊與壓入試驗關(guān)聯(lián)了起來;3、建立了一種通過壓入試驗測算金屬材料沖擊吸收能量的方法;4、通過試驗對以上測算方法進(jìn)行了驗證,證明了本方法的有效性,結(jié)果顯示,在采用平均沖擊啟裂功占比測算時,SA508誤差36.94%,其余材料不超過20%;在采用各材料自身沖擊啟裂功占比測算時,誤差均在11%以內(nèi)。得出該方法準(zhǔn)確性對大多數(shù)材料較好,且未來可以通過建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步提高精度的結(jié)論;該測算方法穩(wěn)定性較好,引入5%的隨機誤差后引起的結(jié)果變化不超過6%,足以滿足工程上對測試方法穩(wěn)定性的需求。
【圖文】：

２００４年，Ｄｕｎｎｅ等人通過測定淬火回火鋼和焊接鋼的化學(xué)成分、微觀組逡逑織參數(shù)及夾雜物尺寸，建立了基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的鋼材沖擊吸收能量的預(yù)報模逡逑型，該方法預(yù)測過程如圖１－２所示。然而，雖然該研宄建立了預(yù)報模型，由于該逡逑模型較為復(fù)雜，輸入?yún)?shù)較多，該模型主要用于優(yōu)化工藝參數(shù)及合金成分分析設(shè)逡逑計，而并未廣泛應(yīng)用于沖擊吸收能量的預(yù)測。逡逑２００６年，，重慶大學(xué)的陳民鈾與謝菲爾德大學(xué)的ＬｉｎｋｅｎｓＰｌ合作研宄了基于神逡逑經(jīng)模糊模型的沖擊吸收能量預(yù)測方法，該研宄除了處理材料成分信息，還將鋼材逡逑生產(chǎn)時的工藝參數(shù)一一包括板坯加熱溫度、終乳溫度等一一納入了考量，并能在逡逑４逡逑

逡逑ＳＨＰＢ實驗裝置示意圖如圖１－４所示，試驗時子彈由左側(cè)射出，撞擊入射桿，逡逑以此產(chǎn)生一個在入射桿－試件－透射桿－吸收桿－阻尼器之間往復(fù)的應(yīng)力波，貼在入逡逑射桿和透射桿上的應(yīng)變片會記錄下過程中的應(yīng)變信號，并通過它來計算材料的動逡逑態(tài)性能參數(shù)［８１］。逡逑子旁平源入封ｆｆ邋Ｅ．變片邐玟件邐Ｅ變片違射桿邐吒￥懺＿＿逡逑ｆｊ＇ｓｉｇ邐——逡逑玉據(jù)￡最與處ｉＳ］逡逑圖１－４邋ＳＨＰＢ實驗裝置示意圖？逡逑而在材料動態(tài)性能的探索過程中，相比于高應(yīng)變率，中應(yīng)變率材料性能的獲逡逑取更加困擾著研究者們［７＾８４］：首先，相比于高應(yīng)變率實驗時使用的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ逡逑桿實驗裝置，中應(yīng)變率實驗的設(shè)備遠(yuǎn)不夠普及；其次，中應(yīng)變率實驗時需要高速逡逑加載，這會在夾持端產(chǎn)生慣性效應(yīng)，使得試驗中載荷、位移數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確獲取；逡逑最次，目前尚沒有通用的測試數(shù)據(jù)處理方法。針對這些問題，２０１５年，白春玉等逡逑人［８５］研宄了如何使用ＩＮＳＴＲＯＮ高速材料實驗機
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH49;TG142

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本文編號：2678232