樊亚玲，杨宏亮

1西安铁路职业技术学院机电工程学院 陕西西安 710014

2西安科技大学工程训练中心 陕西西安 710054

矿 用圆环链是刮板输送机、刨煤机及滚筒采煤机等矿山设备的主要牵引部件之一[1]。矿用圆环链在编环过程中，由于弯曲工艺会引起材料加工硬化，加工硬化程度不同，会使其力学参量发生变化，进而影响裂纹尖端应力应变场和断裂规律。圆环链在制造过程中产生的加工硬化提高了材料屈服强度和极限拉伸强度[2]。加工硬化减小了材料的硬化系数，材料硬化指数也随着加工硬化程度的增大而减小[3]。材料力学参量对圆环链断裂过程中所起的作用不同，圆环链裂纹尖端应力应变也对材料力学参量的敏感性不同。为了更清楚了解含缺陷矿用圆环链的断裂规律，以矿用φ18×64 C 级圆环链为例，利用 ABAQUS 软件分析了圆环链弯曲过程中裂纹尖端应力应变对材料力学参量的敏感性。

1 理论分析

研究裂纹时采用紧凑拉伸试样 (1T-CT)，试样几何尺寸符合 ASTM E399—90 标准，裂纹长度a＝2 mm，宽度b＝2 μm。在有限元模拟过程中，取裂尖应力强度因子K＝30 MPa·m0.5。分析选用矿用φ18×64 C 级圆环链，材质为 23MnNiCrMo54。由于加工硬化特性，其力学模型符合 Ramberg -Osgood 关系[4]，因此，在有限元模拟计算过程中选取R-O关系，其表达式为

式中：ε、σ分别为真实应变和真实应力；E为弹性模量，取E＝210 GPa[5]；α为偏移系数，取α＝1；σ0为屈服强度，取σ0＝1 166 MPa；n为硬化指数，取n＝4.5。

材料的每个力学参量对裂尖应力应变的敏感性不同。为了分析裂尖应力应变对材料力学参量的敏感性，定义因变量Y对自变量X变化的敏感性系数