基于有限元的车体材料301L-DLT冷轧不锈钢断裂分析

作者：卢翀; 曹玉; 黄健; 高福来

来源：中国铁道科学, 2021, 42(05): 146-154.

• 车体材料
• 冷轧不锈钢
• 应力三轴度
• 韧性断裂
• 应力状态

以轨道车辆车体的主要材料301L-DLT冷轧不锈钢为研究对象,设计无缺口及2和4 mm缺口3种拉伸断裂试样,对其进行不同应力状态下的拉伸断裂试验,并进行断口形貌观察;依据试验结果,采用有限元方法研究301L-DLT冷轧不锈钢在不同应力状态下的损伤和断裂机制;分别建立基于G-T-N (Gurson-Needleman-Tvergaard)与J-C (Johnson-Cook)断裂理论的断裂模型,对断裂试验过程进行数值模拟,并将其结果与试验结果进行对比。结果表明:尽管试样缺口处的宽度相同,但由于缺口处形状的不同,301L-DLT冷轧不锈钢的断裂塑性应变随着应力三轴度的增大从1.41下降至0.78;基于G-T-N断裂理论与J-C断裂理论的301L-DLT冷轧不锈钢断裂模型,均较好地重现了韧性断裂过程,为准确预测车体碰撞断裂的过程提供基础。

• 单位
  中国铁道科学研究院集团有限公司