Q345钢的动态本构关系与断裂判据研究

【作者】 孟利平； 刘建湖； 程远征； 潘建强； 王海坤； 汪俊； 杨静；

【机构】 中国船舶科学研究中心；

【摘要】 Q345钢是工程结构中广泛使用的低合金钢,其动态力学性能包括动态本构关系和动态断裂判据,对于军民用钢结构的抗爆抗冲击设计具有非常实用的价值。该文分别运用MTS准静态材料试验机、Instron高速材料试验机以及Hopkinson拉杆,对Q345钢试件进行不同应变率的单向拉伸试验;运用电子万能试验机和电子扭转试验机,对Q345钢试件进行不同初始应力三轴度的静态拉、压、扭试验。基于材料动态变形的物理机制推导一般形式的本构模型,根据试验结果,与其他常用本构模型进行对比分析;采用数值模拟静态拉、压、扭试验的方法,研究试验中应力三轴度的取值问题,并拟合Q345钢的Johnson-Cook(JC)失效模型。通过对有限元计算中单元尺寸对失效应变的影响分析,探讨材料失效模型在有限元分析结构塑性破坏中的应用方法。该文的研究成果可为Q345钢结构抗爆抗冲击设计与评估提供模型和应用方法。更多还原