钛合金材料双模量蠕变损伤本构关系研究

发布时间：2021-05-14 13:00

　　深潜器在资源开采、科学探索、海洋权益维护等发面发挥着重要作用,而载人耐压舱是深潜器的关键部件,其在作业过程中承受着极大的深海压力,工程上通常采用具有高比强度和高比刚度的钛合金材料,而钛合金材料长期处于超高静水压力环境下的蠕变是不可忽视的。目前绝大多数的蠕变研究针对于高温下承受拉伸载荷的结构,不能直接应用于钛合金材料室温高压下的蠕变行为研究。另外,钛合金材料在受拉和受压时的损伤机理不同,导致结构在蠕变过程中产生不同的力学响应,如果采用传统的拉伸方法研究受压结构,势必会造成较大的误差。因此,有必要建立一种能够考虑拉压不同损伤机理的钛合金室温蠕变本构关系。本文以连续损伤力学理论为基础,结合双模量理论和蠕变损伤力学理论,首次提出了双模量蠕变损伤本构关系模型,并根据钛合金材料室温蠕变的特点,开展了钛合金材料双模量蠕变损伤本构关系研究。首先采用理论分析的方法,将各向同性损伤材料的有效弹性模量与拉压不同模量弹性理论联系起来,将具有拉压不同蠕变行为的材料看作一种特殊的双模量材料,提出了双模量蠕变损伤本构模型。其次,本文对ABAQUS进行二次开发,编写UMAT及USDFLD子程序,实现了根据一点应力状态... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 低温下钛合金蠕变特性研究
        1.2.2 拉压不同材料的蠕变问题研究
        1.2.3 双模量理论的发展
    1.3 本文研究内容
2 双模量蠕变损伤本构模型
    2.1 各向同性材料弹性损伤本构关系
    2.2 双模量损伤本构模型
        2.2.1 双模量的基本理论
        2.2.2 双模量损伤本构关系
    2.3 双模量蠕变损伤本构模型
        2.3.1 蠕变损伤力学理论
        2.3.2 双模量蠕变损伤本构模型
    2.4 本章小结
3 双模量蠕变损伤数值模拟方法
    3.1 高温受拉试件蠕变损伤数值模拟
    3.2 双模量损伤问题的数值实现
        3.2.1 双模量损伤切线本构关系矩阵
        3.2.2 ABAQUS子程序二次开发
        3.2.3 双模量损伤程序的验证
    3.3 双模量蠕变损伤数值模拟方法
        3.3.1 UMAT子程序实现蠕变模拟
        3.3.2 双模量蠕变损伤数值模拟
    3.4 本章小结
4 钛合金材料双模量蠕变损伤本构关系
    4.1 钛合金材料双模量蠕变损伤本构方程
    4.2 钛合金材料蠕变本构模型参数的确定
        4.2.1 受压情况下蠕变本构方程材料参数
        4.2.2 受拉情况下蠕变本构方程材料参数
    4.3 钛合金材料V型缺口板蠕变分析
        4.3.1 受拉状态下蠕变损伤数值模拟
        4.3.2 受压状态下蠕变损伤数值模拟
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3185684