1。2。3 数值模拟方面

贾慧娜[13]研究了运用 ANSYS 软件对低碳钢试件进行有限元分析，模拟了 低碳钢板材试样的拉伸在加载速率（位移）作用下的应力与应变值，并绘制出相 应的板材试样拉伸的σ-ε曲线。通过对σ-ε曲线的分析，得出利用 ANSYS 软件数 值模拟的结果与实际测得的结果基本吻合。夏健明,陈燕群等[14]利用计算机模拟 了低碳钢的拉伸实验,提出了低碳钢在拉伸过程中所符合的数学模型 R-E 曲线, 并用动画演示了低碳钢在拉伸强化阶段的颈缩和断裂现象。陈永念等[15]通过对普 通船用低碳钢拉伸实验进行数值校准计算,确定了数值仿真计算中材料最大失效 应变参数。 并通过改变有限元网格大小,确定了不同网格密度对应的材料失效应 变与工程断裂应变的关系,绘制了数值计算中材料失效应变的修正系数 A 曲线。 总而言之，随着科学技术的不断发展，对低碳钢拉伸的研究也越来越丰富，

越来越全面，但是，想要更加充分的了解低碳钢，发现低碳钢潜在的力学性能和 材料特性，还需要对其进行不断地试验、研究，从而，才能使低碳钢等塑性材料 更安全、更广泛的应用于生产、工程中。

1。3 研究内容

第 1 章 介绍课题的研究意义和目的、研究现状、研究方法及技术路线； 第 2 章 了解在低碳钢拉伸过程中，应力、应变、伸长率、断面收缩

率等变化的理论规律；

第 3 章 试验研究，掌握低碳钢拉伸试验所需的试验设备及工具，试验过程、 方法、原理，设计四种加载速率和两种加载路径的具体实施方案、步骤、数据记 录等；

第 4 章 数据分析与处理，发现低碳钢力学性能的变化和规律，研究试件断 口的形状，并与理论值比较；

第 5 章 利用 ANSYS 软件进行低碳钢拉伸的数值模拟、并与试验结果进行 对比；

第 6 章 结论与展望。

1。4 研究方法及技术路线

本次课题研究的设计方案：取相同尺寸的低碳钢标准试件五个，量取其标距 L 0=100 mm 及直径 d 0=10 mm，利用力尔 LCJ 材料力学教学试验机对其进行不 同加载速率及加载路径的拉伸试验，具体的加载速率和加载路径方案分别见表 1-1、表 1-2。

$ 1-1  ¼¼fiƒ %>fi%A{¾ 试件 加载速率

低碳钢 1 1。0mm/min

低碳钢 2 1。5mm/min

低碳钢 3 2。0mm/min

低碳钢 4 2。5mm/min

$ 1-2 ¼¼fiƒ %>fiD‰{¾

试件 加载路径 加载过程

低碳钢 2 路径 1 整个拉伸过程都以 1。5mm/min 的速率进行加载

先以 1。5mm/min 进行加载，达到最大应力b 时以 1。5mm/min

低碳钢 5 路径 2

进行卸载，当卸载到拉力 F近似为 0 时，再次以 1。5mm/min

的加载速率对此低碳钢试件进行缓慢加载

通过对拉伸试验过程中记录的数据进行整理，分析这五个标准试件在拉伸过 程中力学性能的变化规律，仔细观察各个试件断口形状的异同，并绘制 F  l 曲 线和曲线进行直观的、清晰的分析、比较，初步得到低碳钢在拉伸过程中 的力学性能。最后，利用 ANSYS 软件进行低碳钢拉伸试验的数值模拟（在上述 五种条件下），并将数值模拟结果与试验结果进行对比、分析。文献综述