不同应力场中压痕应变法的数值模拟
文献类型：学位论文
| 作者 | 孟宪陆 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-04 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 陈怀宁 |
| 关键词 | 压痕应变法 数值模拟 双向残余应力 应变增量 动载 静载 |
| 其他题名 | Numerical simulation of indentation-strain method under different residual stress fields |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 压痕应变法是一种新型的无损残余应力测试方法，具有使用方便、应用广泛、测量精度高等优点，正在受到越来越多的重视。本文针对压痕应变法实际应用中遇到的不同应力场中塑性区的大小、压痕周围不同方向及不同位置的应变增量分布规律以及动载压痕与静载压痕特征的异同等问题，采用有限元模拟计算的手段进行了研究。研究发现： 1）单向应力场中，当应力数值从最大压缩变化到最大拉伸时，沿受力方向的塑性区尺寸逐渐减小而垂直受力方向的尺寸逐渐增大。在双向应力场中，塑性区的变化规律比较复杂，但最大尺寸均小于单向拉伸的情况。在研究不同应力场作用下压入载荷撤离前后塑性区的变化时发现，由卸载回弹造成的塑性区尺寸变化不明显。 2）在压痕周围的弹性区中，距压痕中心位置越近，应变增量数值越大，也就越容易获得精确的测量结果。压痕制造过程中的定位偏心引起的对应变增量数值的干扰与应变测量范围（应变栅长度）有关，当偏心量为0.1mm时，栅长在0.5-0.9mm范围内的最大测量误差为10.6%，该误差随测量范围的增大而减小。在所有应力场中，卸载回弹对应变增量与残余应变间的关系几乎没有影响。 3）在单向应力场中，在与主方向x轴夹角成62度的分界线两侧，应变增量与有效应变（外加应变与材料屈服点对应应变之比）之间关系曲线的特征不同,该关系曲线随与x轴夹角的变化而变化。当应变增量取值范围为距压痕中心4～5mm时，应变增量与正有效应变间均满足二次曲线关系，而应变增量与负有效应变间的对应关系在分界线两侧可用线性函数和二次函数分别描述。当应变增量取值范围变为距压痕中心3～4mm时，基本规律保持不变，但在与x轴夹角小于45度时，应变增量与正有效应变间的二次曲线关系可以直接用线性关系取代，这些直线的斜率和与x轴的夹角之间满足二次函数关系。等轴双向应力场中，应变增量在所有方向上的分布规律是完全相同的。在任意双向应力场中，主应力方向上的应变增量受该方向应力和垂直该方向应力的综合影响，如果把乘以泊松比的垂直方向应变值叠加到主应变上，则得到的规律与单向应力场的相同。 4）在外加应力场与压头载荷恒定的情况下，压痕深度、压痕周围的塑性区尺寸以及应变增量的绝对值都随试板材料屈服强度的增加而逐渐减小。 5）在外加应力场相同的情况下，与压痕深度大体相当的静载压痕相比，动载压痕的塑性区尺寸变化不大，但其周围应变增量要小一些。 关键字：压痕应变法，数值模拟，双向残余应力，应变增量，动载，静载 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 75 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17089]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孟宪陆. 不同应力场中压痕应变法的数值模拟[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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