随着工业的迅猛发展,金属材料被越来越多的运用于航空、航天、舰船、交通运输和国防等领域。一般而言,这些材料在服役期间不可避免要承受到冲击载荷的作用。由于金属材料中不可避免的存在着缺陷、微裂纹等,并且金属材料在冲击载荷作用下的断裂行为与静态情况下有很大的不同,断裂韧性与加载速率(应变率)相关,因此,揭示及探索在高应变率下金属材料的断裂特性对于保证金属结构在服役期间的安全性有着十分重要的意义。 本文选取40Cr和30CrMnSiNi2A两种较为常见的高强度金属材料为对象,自行设计研究方案,采用试验.数值方法对其在2000(1/s)应变率下的断裂特性进行了研究,并分别测出了其Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性值。 本文所做的工作具体有以下几个方面: 1.对两种材料在高应变率下纯Ⅰ型、纯Ⅱ型和复合型动态加载进行了有限元模拟;完成了针对以上各种情况的试样及试验方案的设计。 2.完成了两种材料静态拉伸试验,测得了材料弹性模量和屈服极限值;完成了两种材料动态压缩试验,测得了材料在2000(1/s)应变率下的屈服极限值。 3.完成了两种材料在三种加载方式下的动态断裂试验,分别为:Hopkinson压杆纯Ⅰ型动态断裂试验、Hopkinson压杆纯Ⅱ型动态断裂试验和Hopkinson拉杆纯Ⅰ型动态断裂试验;完成了两种材料在以上第一、三种试验方式下的有限元动态模拟;得到了40Cr材料在两种试验方式下以及30CrMnSiNi2A材料在第一种试验方式下的Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性。 4.对两种材料各自不同试验方式下得到的断裂韧性进行了比较;对两种材料的在相同试验方式下得到的断裂韧性进行了比较。