摘要
钢的脆性断裂常常是在气温较低情况下发生的。脆性断裂前无任何的征兆，开裂时则以很快的速度进行，因而破坏往往是灾难性的。三十年代以来，一系列由低温引起的脆断事件特别是桥梁船舶的破坏，引起了人们极大的注意。因此，越来越多的人深入到对钢材低温破坏的研究中。 本文以运用疲劳与断裂的相关理论知识，推导了裂纹尖端的张开位移公式和裂纹扩展速率公式，分析了温度的影响；利用HYPERMESH与 ABAQUS等有限元分析软件对三点弯曲试样进行建模分析，得到了裂纹尖端张开位移随温度的变化规律。主要研究工作和成果如下： （1）基于 B-D模型推导出的温度对裂纹尖端张开位移影响的普遍适用式，推导出低温对裂纹扩展速率(da dN)影响的理论公式，并为后续内容做铺垫。 （2）在HYPERMESH软件中建立三点弯曲试样模型，并在ABAQUS软件中对三点弯曲试样进行建模及加载求解。最终得到低温下，随着温度变化裂纹尖端张开位移的变化规律。将其与理论公式进行对比。 （3）在温度对疲劳裂纹扩展速率影响的理论推导基础上，对疲劳裂纹扩展速率公式中材料参数 m进行固定作为预测模型，分析预测模型与试验模型的拟合度。并分析低温对疲劳裂纹扩展速率的影响。最后从金相组织角度总结了对低温疲劳裂纹扩展速率的影响因素。
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