核电安全端残余应力与力学性能不均匀性对裂尖场的影响

发布时间：2017-07-30 08:20

  本文关键词：核电安全端残余应力与力学性能不均匀性对裂尖场的影响

  更多相关文章： 安全端焊接接头 裂纹尖端 残余应力 力学性能不均匀性 应力应变

【摘要】：焊接残余应力是导致核电一回路安全端异种金属焊接接头引导力腐蚀开裂(SCC)的主要因素之一,同时焊接接头区域材料力学性能不均匀性使得SCC裂纹尖端力学场分析变得更为复杂。本文借助理论分析和有限元方法,模拟分析了残余应力和力学性能不均匀性共同作用下,核电安全端焊接接头SCC裂纹尖端应力应变规律。完成的主要研究工作有:(1)分别利用预定义温度场法和导入预应力法对核电一回路安全端焊接接头中的残余应力分布进行模拟,证明了导入预应力法是较理想的焊接接头残余应力场模拟方法;(2)建立了定值残余应力场异种金属焊接接头模型,分析了裂纹长度对裂纹尖端应力应变和断裂参量的影响规律,研究表明当裂纹长度小于管壁厚度的三分之一时,裂尖应力应变和断裂参量随裂纹长度增加而增大,之后趋于平稳;(3)建立了核电一回路安全端焊接接头的周向截面模型,分析了残余应力场中不同长度裂纹尖端应力应变和断裂参量的变化规律,研究表明裂尖应力应变随裂纹长度的增大而减小,当裂纹长度接近30mm时裂尖法向应力由正变负,有可能造成SCC裂纹扩展停滞;(4)研究了材料力学性能不均匀性对焊接接头界面区域裂纹尖端力学场的影响规律,分析得出了裂纹所在区域的材料硬度越大,裂尖区域应力越大,塑性应变越小的结论;(5)模拟了异种焊接接头熔合线界面I型和II型复合裂纹尖端的应力应变场,分析得出了焊接界面裂纹的高应力和低应变偏向于硬度较大的材料区域,从而有可能导致裂纹扩展方向偏移。
【关键词】：安全端焊接接头 裂纹尖端 残余应力 力学性能不均匀性 应力应变
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG404;TM623
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.3 课题研究内容、方法及技术路线10-13
• 2.焊接接头断裂力学模型的建立13-22
• 2.1 几何模型的建立13-14
• 2.2 残余应力场的实现14-16
• 2.3 裂纹长度变化对定值残余应力场中裂尖场的影响16-20
• 2.3.1 有限元模型的建立16-18
• 2.3.2 计算结果分析18-20
• 2.4 裂纹位置对定值残余应力场中裂尖场的影响20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3.裂纹长度对焊缝中裂纹力学状态的影响22-30
• 3.1 有限元模型的建立22
• 3.2 加载方式22-23
• 3.3 计算结果分析23-29
• 3.3.1 焊缝中不同长度裂纹尖端区域应力分析23-26
• 3.3.2 焊缝中不同长度裂纹尖端区域应变分析26-28
• 3.3.3 焊缝中不同长度裂纹扩展驱动力分析28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4.焊接接头中处于不同位置的裂纹力学状态分析30-48
• 4.1 不同材料区域中裂纹尖端场研究30-34
• 4.1.1 模型的建立30
• 4.1.2 计算结果分析30-34
• 4.2 焊接材料界面附近的裂纹分析34-42
• 4.2.1 母材A533B与焊材182合金焊接材料界面附近裂纹分析34-38
• 4.2.2 熔覆层304不锈钢和母材 316L合金焊接界面附近裂纹分析38-42
• 4.3 界面裂纹尖端场分析42-47
• 4.3.1 模型的建立42-43
• 4.3.2 计算结果分析43-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 结论与展望48-50
• 5.1 结论48
• 5.2 展望48-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-55
• 附录55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 傅增力,施松华,孙以实,杨卫;聚丙烯多相改性体系的裂尖过程区与增韧模型[J];中国塑料;1991年03期

2 魏学军,周向阳,李劲,刘光磊,柯伟;散斑干涉微区应变测量术在腐蚀疲劳裂尖形变研究中的应用[J];金属学报;1993年06期

3 阎澄,陈剑虹,孙军;裂纹深度对裂尖应力分布及韧性的影响[J];甘肃工业大学学报;1993年04期

4 魏学军，李劲，王俭秋，柯伟;循环载荷下裂尖形变规律的实验研究[J];金属学报;1996年01期

5 葛东云,刘元镛,徐绯;环氧树脂的增韧对裂尖约束的影响[J];机械科学与技术;1999年03期

6 韩光炜;宋余九;;腐蚀疲劳过程中裂尖阳极溶解对裂纹扩展的作用[J];中国腐蚀与防护学报;1991年04期

7 罗力更;两种裂纹钝化机制[J];钢铁研究总院学报;1987年01期

8 王维娟,赵乃，

本文编号：593286