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文檔簡介
1、上海交通大學碩士學位論文小沖桿試驗中材料力學性能的有限元分析姓名:朱聰聰申請學位級別:碩士專業(yè):材料學指導教師:張荻覃繼寧20090101上海交通大學碩士學位論文FINITEELEMENTANALYSISOFMECHANICALPROPERTIESINSMALLPUNCHTESTABSTRACTSmallpunchtest(SPT)isanewtypeofassessmentmethodwhichwasinventedinrecenty
2、ears.ItusesextremelysmallsamplestoperfmfailureanalysislifeassessmentfmaterialsinserviceSPThasbeenwidelyacknowledgeduseddevelopedinassessingmaterials’basicperfmance(yieldlimitstrengthlimitetc)ductilebrittletransitiontempe
3、raturefracturetoughnesscreepproperties.CurrentlytheresearchfocusofsmallpunchtestliesonfindingtherelationshipbetweenSPTconventionaltestmethodsindertoreplacethemwithSPTinsomeindustryfields.Researcherscommonlyusethecombinat
4、ionoftestsimulationasamethodfconductingacomprehensivestudy.FiniteelementmethodplaysaveryimptantroleinsimulatingSPT.Indertosimulatethemechanicalpropertiesofmaterialsshowninsmallpunchtesttoanalyzetheeffectofsamples’thickne
5、ssfrictioncoefficientontheresultsofSPTtofindtherelationshipbetweentheresultsofSPTfracturepropertiesaneffectivefiniteelementmodewasdeveloped.Ti6Al4Valloyparticulatereinfced10vol.%(TiBTiC)Ti6Al4Vmetalmatrixcomposites(MMCs)
6、werestudiedbysmallpunchtestmethod.1.Afiniteelementmodewasdevelopedaccdingtotheactualsmallpunchtest.ThismodecansuccessfullysimulatetheprocessofSPToutputcurveswhichagreewithexperimentresults,whichdemonstratethatthemodelisc
7、rectcanbeusedinthefurtherstudy.2.Withthemodelgeneratedbytheprogramtheeffectofsamples’thicknessfrictioncoefficientontheresultsofSPTwasanalyzed.Simulationresultsshowthattheloaddisplacementcurvesofdifferentsamples’thickness
8、goalongthesamedirectionhoweverthemaximumloadisquitesensitivetothechangesofthickness.Therefetheaccuracyofsamples’thicknessshouldbepaidattentionduringtheprocessofsamplepreparation.Italsotellsusthatitisnotcomparablebetweent
9、hetestresultsofsampleswithdifferentthickness.Studyonthefrictioncoefficientshowthattheloaddisplacementisnotsensitivetothechangeoffrictioncoefficientbetweensamplepunch.3.FracturetoughnessCJΙsmallpunchenergyspEwerecalculate
10、dwiththeparametersusedinthefinitemodelfTi6Al4Valloyparticulatereinfced5%10vol.%(TiBTiC)Ti6Al4Vmetalmatrixcomposites.CrelationfmulaswasbuiltupbetweenCJΙspEequivalentfracturestrain.Itshowsthatftitaniumthereexistsalinearrel
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