CCS-B船用钢的动态力学性能探究

诸葛骏，曹亚运，马 帅，沈超明，田阿利

(1.江苏科技大学能源与动力工程学院，江苏 镇江 212003;2.江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003)

0 引言

CCS-B船用钢属于低碳钢，在船舶行业中应用非常广泛。目前，我国在船舶的设计、强度验算等方面通常都基于材料的静态力学性能，而船舶，特别是军船，在实际服役期间遭受爆炸、高速碰撞等高强度瞬时冲击载荷而导致的损伤破坏却无法在静态力学范畴内分析解释，因而亟须对船用钢的瞬间动态力学性能进行深入研究。大量实验表明，多数材料在高应变率下表现出应变率相关性。因此，对船舶结构抗爆、强度计算等问题的理论分析和数值模拟分析，必须建立在已知材料的高应变率强度、断裂特性和应力—应变关系等本构关系的基础上。

目前，国内外许多学者对低碳钢材料的抗冲击性能已有一定的研究，曲嘉等通过分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对冷作硬化后的试件进行高应变率(103/s)冲击压缩测试试验表明了低应变率下的冷作硬化可提高钢材抗冲击强度［1］;王艳云等通过对低碳钢材料试件进行拉伸试验，研究了静态条件下低碳钢的有关力学性能［2］，因而钢材等工程材料在高速冲击载荷条件下的变形行为日益受到人们的关注。

本文首先通过静态实验测定CCS-B船用钢材料的静态力学性能参数，然后采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置对CCS-B 进行动态力学性能试验研究。基于“三波法”理论，编程计算试件材料的动态力学参数，如应力、应变率时间历程曲线以及试件的平均应力—应变曲线，给出了材料在不同应变率下的本构关系和屈服强度。……