X100高強度管線鋼損傷本構模型研究.pdf

1、石油、天然氣需求的持續(xù)增長推動了其輸送管道用鋼不斷向高鋼級發(fā)展，國外已有X100管線鋼試驗管道應用于管道工程設施中。隨著西氣東輸三線的建設和西氣東輸四線等項目的規(guī)劃，開展X100管線鋼研究和應用工作顯得尤為迫切。國內外針對X100管線鋼塑性形變過程中的軋制工藝、微觀組織、焊接性能和力學性能進行了廣泛研究，但鮮見X100管線鋼塑性損傷機理的研究報道。因此，本文從材料損傷失效方面入手，基于Johnson-Cook模型建立了X100管線鋼損傷

2、模型。
　　首先，通過Gleeble-3800熱模擬試驗機，MTS材料萬能試驗機和分離式霍普金森壓桿試驗裝置對X100管線鋼材料進行了一系列不同溫度，不同應變率條件下的單軸拉伸及壓縮試驗，以此為主要依據(jù)分析了塑性應變、應力三軸度、應變率和溫度對X100管線鋼材料的力學性能及損傷失效特性的影響規(guī)律。
　　第二，Johnson-Cook模型包括流變應力方程和失效準則兩個部分，各包含5個待估參數(shù)。以試驗數(shù)據(jù)為基礎，采用改進Powe

3、ll算法的估算流動應力方程的參數(shù)值，采用Levenberg-Marquardt算法的估值作為失效準則的參數(shù)值，并且使用數(shù)學優(yōu)化分析工具1stOpt軟件對其準確性進行了驗證。
　　第三，將材料的Johnson-Cook模型植入有限元模擬軟件 ABAQUS中，對上述試驗進行數(shù)值模擬，模擬結果與試驗結果接近，誤差皆在允許范圍內，通過有限元軟件驗證了模型參數(shù)的準確性。
　　研究結果為進一步研究X100管線鋼塑性損傷機理奠定了理論基礎