声发射试验的中碳钢构件疲劳裂纹的仿真模型

简介

通过Abaqus建立中碳铜构件的有限元模型，在给定初始裂纹的基础上，利用扩展有限元法（XFEM），仿真得到裂纹扩展过程中塑性应变能和弹性能的变化曲线。结合中碳铜试件的声发射试验，处理试验数据得到裂纹扩展过程中声发射信号的绝对能量曲线，以及通过红外热像仪的记录得到裂纹扩展过程中温度变化曲线。仿真得到的弹性能与试验中得到的能量曲线具有相同数量级，同时根据仿真得到的塑性应变能反向推导中碳钢最终断裂时温度变化显著的区域尺寸，与红外热像仪记录的温度变化显著的区域尺寸相符。试验得到的结果与仿真得到的结果基本吻合，这就为中碳铜疲劳寿命预测的声发射试验提供了理论依据。