20Cr2Ni3钢顶头表面氧化膜断裂行为的数值研究

摘要：

基于试验数据,利用扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM)和内聚力模型(cohesive zone model,CZM),对20Cr2Ni3 钢顶头表面氧化膜的断裂行为进行了数值分析,研究了氧化膜受力方向和孔洞对裂纹生长行为的影响.结果表明:氧化膜受力方向影响裂纹扩展路径,外层氧化膜裂纹尖端的J积分和应力强度因子KI随着θ角(受力方向与氧化膜的夹角)的增大而减小,当θ角增大到90°时裂纹停止生长;外层氧化膜上孔洞使得裂纹尖端的J积分和应力强度因子KI减小.同时,孔洞的存在使得外力传递到内层氧化膜时产生应力集中和偏移,导致内层裂纹受力不均,减小了受力方向对内层裂纹生长的影响.

关键词：20Cr2Ni3钢、顶头、氧化膜、有限元模拟、断裂力学

所属期刊栏目：46

分类号：TG146.2(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金51771226

在线出版日期：2024-02-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：75-81,94