【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料断裂力学，特别涉及一种金属结构全塑性断裂设计方法。
技术介绍
1、金属材料是创造现代文明的基础材料，由于资源、能源、环境方面的压力逐年增大，国防和民用行业亟需高强高韧和耐极端服役条件的先进金属材料。在工业生产过程中，需要对金属管材、板材结构等进行下料，达到生产所需要的零件，而断裂是材料失效的主要形式之一，对断裂的研究一直以来都是材料开发与应用的主要研究内容之一。目前，有限元仿真分析方法在材料成形、碰撞等领域得到了广泛的应用。仿真模型的精确建立与材料参数的准确获取对于仿真预测精度是十分重要的。2014年申请人的专利技术人提出了裂准则，基于应力第一不变量的断裂准则，认为应力第一不变量为金属材料的断裂参量，即当达到金属材料的断裂强度时发生断裂；后续相继开展了断裂准则有效性的试验验证、与脆性断裂k 准则的一致性分析、基于断裂准则对金属材料各种断裂行为的内在机理解释、断裂强度的测试技术研究等工作。
2、但是，实际金属结构材料中往往会存在缺陷，应力集中效应的存在使得缺陷成为金属结构潜在的断裂源头，因此研究力载荷下缺陷处的应力场演变特征对于金属结构的断裂设计具有现实意义，现有技术中尚未看到相关主题方案研究公开的文献。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种金属结构全塑性断裂设计方法，结合断裂准则和力载荷下金属结构薄弱位置的应力场演变特征分析提出金属结构的全塑性断裂设计方法。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
<...【技术保护点】
1.一种金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤S1中，应力场特征值的计算采用弹塑性有限元方法，材料参数选择圆棒试样单轴拉伸试样方法测定，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤S11中，金属结构中的薄弱位置为结构形状几何不连续造成的应力集中点。
4.根据权利要求3所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，金属结构中的薄弱位置为由切口体或者裂纹体缺陷引起的应力集中区域。
5.根据权利要求2或3或4所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤S12中，关于金属结构弹性模量、泊松比、屈服强度参数的计算参照相应的标准测试，而塑性变形阶段的等效塑性应变与流变应力的对应关系采用圆棒试样单轴拉伸试验方法测定。
6.根据权利要求5所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤S13中，所述塑性变形阶段的等效塑性应变与流变应力的对应关系由圆棒试样单轴拉伸试验方法测定，其中：对于圆棒试样单轴
7.根据权利要求1所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤S2中，屈服强度采用现有金属材料单轴拉伸试验标准测定的值；断裂强度为圆棒试样单轴拉伸试验过程中断裂瞬间试样内部的应力第一不变量的最大值，对于圆棒试样单轴拉伸试验过程中无颈缩变形的材料，根据断裂瞬间的拉伸轴向作用力和试样截面积，按以下公式近似计算断裂强度，
...【技术特征摘要】
1.一种金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤s1中，应力场特征值的计算采用弹塑性有限元方法，材料参数选择圆棒试样单轴拉伸试样方法测定，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤s11中，金属结构中的薄弱位置为结构形状几何不连续造成的应力集中点。
4.根据权利要求3所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，金属结构中的薄弱位置为由切口体或者裂纹体缺陷引起的应力集中区域。
5.根据权利要求2或3或4所述的金属结构全塑性断裂设计方法，其特征在于，在步骤s12中，关于金属结构弹性模量、泊松比、屈服强度参数的计算参照相应的标准测试，而塑性变形阶段...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛钢，唐伟，张欣耀，杜卓同，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
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