| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-33页 |
| 1.1 引言 | 第9-10页 |
| 1.2 连铸坯表面裂纹形成的宏观分析 | 第10-14页 |
| 1.2.1 连铸过程外力对裂纹产生的影响 | 第10-12页 |
| 1.2.2 连铸坯高温力学性能 | 第12-13页 |
| 1.2.3 生产工艺与冶金设备 | 第13-14页 |
| 1.3 裂纹形成的微观分析 | 第14-20页 |
| 1.3.1 细观损伤理论 | 第15-18页 |
| 1.3.2 纳观断裂力学 | 第18-19页 |
| 1.3.3 宏微观断裂的相互作用 | 第19-20页 |
| 1.4 材料裂纹扩展研究综述 | 第20-29页 |
| 1.4.1 断裂力学及其应用研究 | 第20-24页 |
| 1.4.2 扩展有限元法及其应用研究 | 第24-27页 |
| 1.4.3 多尺度裂纹扩展研究 | 第27-28页 |
| 1.4.4 连铸坯表面裂纹研究 | 第28-29页 |
| 1.5 论文研究目的和内容 | 第29-33页 |
| 1.5.1 研究目的 | 第29-30页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第30-33页 |
| 2 宏观扩展有限元法与细观耦合内聚力模型 | 第33-43页 |
| 2.1 扩展有限元原理分析 | 第33-38页 |
| 2.1.1 单位分解法 | 第33-35页 |
| 2.1.2 基于水平集法的裂纹扩展追踪 | 第35-36页 |
| 2.1.3 扩展有限元函数及控制方程 | 第36-38页 |
| 2.2 耦合内聚力模型分析 | 第38-42页 |
| 2.2.1 内聚力模型基本概念 | 第38-39页 |
| 2.2.2 张力位移关系法则 | 第39-40页 |
| 2.2.3 耦合内聚力模型 | 第40-42页 |
| 2.3 本章小结 | 第42-43页 |
| 3 板坯表面裂纹扩展实验研究 | 第43-51页 |
| 3.1 板坯表面裂纹扩展判据 | 第43-44页 |
| 3.2 铸坯高温断裂韧度测试 | 第44-48页 |
| 3.2.1 实验方案及试样制备 | 第44-46页 |
| 3.2.2 延性断裂韧度的计算 | 第46-47页 |
| 3.2.3 Q235 钢高温断裂韧度测试结果及分析 | 第47-48页 |
| 3.3 Q235 钢裂纹面宏观形貌分析 | 第48-50页 |
| 3.4 本章小结 | 第50-51页 |
| 4 基于 X-FEM 的板坯弯曲/矫直段裂纹扩展模拟 | 第51-79页 |
| 4.1 ABAQUS 与扩展有限元 | 第51-52页 |
| 4.2 板坯裂纹扩展数学模型的建立 | 第52-62页 |
| 4.2.1 裂纹的损伤模型 | 第52-53页 |
| 4.2.2 材料的物性参数 | 第53-58页 |
| 4.2.3 几何模型的构造 | 第58-60页 |
| 4.2.4 边界条件的确定 | 第60-62页 |
| 4.3 温度及应力计算结果 | 第62-67页 |
| 4.4 铸坯表面裂纹扩展分析 | 第67-76页 |
| 4.5 本章小结 | 第76-79页 |
| 5 连铸条件下裂纹扩展的细观研究 | 第79-95页 |
| 5.1 细观尺度下研究板坯裂纹扩展的意义 | 第79-80页 |
| 5.2 铸坯多晶体裂纹扩展分析 | 第80-91页 |
| 5.2.1 泰森多边形法则建立多晶体模型 | 第80-81页 |
| 5.2.2 多晶体材料属性以及边界条件 | 第81-85页 |
| 5.2.3 多晶体裂纹扩展计算结果 | 第85-91页 |
| 5.3 带夹杂的多晶体裂纹扩展分析 | 第91-94页 |
| 5.4 本章小结 | 第94-95页 |
| 6 结论和展望 | 第95-97页 |
| 6.1 结论 | 第95-96页 |
| 6.2 工作展望 | 第96-97页 |
| 致谢 | 第97-99页 |
| 参考文献 | 第99-109页 |
| 附录 | 第109页 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 | 第109页 |
| B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 | 第109页 |
| C. 作者在攻读硕士学位期间申请的发明专利 | 第109页 |