基于K-R损伤的小冲杆技术评定16Mo3材料的蠕变性能

发布时间：2017-06-01 05:15

  本文关键词：基于K-R损伤的小冲杆技术评定16Mo3材料的蠕变性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对高温在役压力容器进行取样评估时,小冲杆技术相较于传统统单轴蠕变试验,其不仅取材方便,而且不损坏设备,在蠕变测试领域具有更强的发展潜力。在材料的蠕变性能分析及寿命评估中,蠕变损伤是需要重点考虑的问题。本文通过神经网络对16Mo3材料的小冲杆蠕变K-R损伤参数进行分析。本文提出了一种结合有限元模拟和神经网络来确定材料蠕变损伤性能的方法,用小冲杆测试确定载荷条件下的材料状态。该方法可避免小冲杆蠕变试验载荷与等效应力之间以及挠度和等效应变的经验关系转化所引起的误差。本研究的有限元模型采用K-R蠕变损伤模型,其依据16Mo3的材料性质和K-R损伤本构方程编译子程序,耦合进ABAQUS-UMAT模块进行有限元计算。根据一组参数,有限元可以模拟出一条时间挠度曲线,系统地调节参数的变化,从而建立一个数据库,用于神经网络的训练。然后将小冲杆试验得到的一个时间位移曲线转化到训练好的人工神经网络,将模拟曲线数据库中的曲线与实验曲线进行对比,确定出与实际试验曲线最为吻合的模拟曲线,该条模拟曲线所对应的蠕变性能参数即为材料的蠕变性能参数。这是神经网络在小冲杆蠕变试验领域的拓展。将神经网络法获得的蠕变性能参数代入到单轴蠕变试样模型中,通过比较单轴蠕变的试验曲线和模拟曲线,说明该参数对于单轴蠕变试样的适用性,进一步说明小冲杆测试所获得的材料蠕变性能的合理性以及对于单轴蠕变试验的可替代性。
【关键词】：小冲杆蠕变试验 K-R蠕变损伤模型 神经网络 用户子程序 UMAT
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH49;TG115.57
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 单轴蠕变试验10-11
• 1.3 持久强度试验11
• 1.4 小冲杆蠕变试验11-12
• 1.5 蠕变理论模型12-15
• 1.5.1 单轴蠕变理论12
• 1.5.2 小冲杆蠕变理论模型概述12-15
• 1.6 小冲杆蠕变试验研究方向及进展15-22
• 1.6.1 小冲杆蠕变试验研究方向15-21
• 1.6.2 小冲杆蠕变试验研究中所存在的问题21-22
• 1.7 本文研究内容及方案22-24
• 1.7.1 研究内容22-23
• 1.7.2 研究方案23-24
• 第2章 材料常规性能测试和蠕变试验24-31
• 2.1 试验材料及内容24
• 2.2 材料化学成分分析24
• 2.3 常温拉伸力学性能测试24-25
• 2.4 高温持久强度测试25
• 2.5 高温小冲杆蠕变试验25-31
• 2.5.1 小冲杆试验装置25-28
• 2.5.2 小冲杆蠕变试验28-31
• 第3章 K-R蠕变损伤本构方程及其UMAT的开发和运行31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 K-R损伤本构方程31-32
• 3.3 小冲杆蠕变试验测定K-R损伤参数32-41
• 3.4 用户子程序的编译41-42
• 3.5 用户子程序的运行42-47
• 3.6 本章小节47-48
• 第4章 神经网络小冲杆技术确定材料的蠕变性能48-62
• 4.1 引言48
• 4.2 神经网络概述48-49
• 4.3 创建神经网络49-52
• 4.4 材料参数的确定52-61
• 4.4.1 各参数对有限元分析的影响52-56
• 4.4.2 神经网络的训练56-58
• 4.4.3 K-R损伤参数的确定58-59
• 4.4.4 参数验证59-61
• 4.5 本章小节61-62
• 第5章 小冲杆蠕变K-R参数与常规蠕变的关联性62-68
• 5.1 引言62
• 5.2 单轴蠕变试样的有限元建模62-63
• 5.3 单轴蠕变试验与模拟曲线的对比63-67
• 5.4 本章小节67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士期间取得成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

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2 束国刚;赵彦芬;薛飞;张路;张国栋;;P91钢蠕变损伤试验研究与数值模拟[J];中国电机工程学报;2010年23期

3 Bumjoon Kim;Byeongsoo Lim;;LOCAL CREEP EVALUATION OF P92 STEEL WELDMENT BY SMALL PUNCH CREEP TEST[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2008年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 冯相赛;由单个小冲杆蠕变曲线求解材料蠕变性能参数的方法[D];华东理工大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵雷;P92钢焊接接头的蠕变损伤机理研究[D];天津大学;2009年

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本文编号：411776