P91钢蠕变—疲劳裂纹扩展速率及扩展规律研究

发布时间：2017-11-17 18:22

  本文关键词：P91钢蠕变—疲劳裂纹扩展速率及扩展规律研究

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【摘要】：工业中由于蠕变-疲劳裂纹扩展导致的事故时有发生,如何准确的预测蠕变-疲劳裂纹扩展速率越来越受到人们的重视。本课题以P91钢为研究对象,关注蠕变-疲劳裂纹扩展中的两个影响因素(保载时间和加载频率),开展论文的研究工作。论文一方面,运用高温损伤力学,构建蠕变-疲劳裂纹扩展损伤模型,并与相应的试验数据对比来研究保载时间对蠕变-疲劳裂纹扩展速率的影响；另一方面,通过试验研究,分析加载频率对高温疲劳裂纹扩展速率的影响。主要工作和结论如下：1)基于损伤力学,通过修改Chaboche疲劳损伤模型,使其能够描述疲劳裂纹尖端的损伤Df；采用延性耗竭理论描述蠕变机制下裂纹尖端损伤Dc,当Dc和Df满足一定关系式时,裂纹尖端的蠕变-疲劳损伤达到临界值,裂纹尖端微单元失效,判定蠕变-疲劳裂纹扩展一个单元,得到了蠕变-疲劳裂纹扩展速率预测模型。针对此模型开发了相应的蠕变-疲劳裂纹扩展模拟子程序,模拟得到了P91钢蠕变-疲劳裂纹扩展速率,并与试验得到的速率相比较,结果显示两者非常吻合,验证了模型的有效性。2)以P91为对象,试验研究了保载时间对蠕变-疲劳裂纹扩展速率的影响,发现蠕变-疲劳裂纹扩展速率随保载时间的增大而增大。对比分析不同断裂参量与蠕变-疲劳裂纹扩展速率的关联性,发现(Ct)avg可很好的关联保载期间内的裂纹扩展速率。利用Saxena两项式可较好地表征本实验条件下P91蠕变-疲劳裂纹扩展速率,可估算较高保载时间和较低保载时间的蠕变-疲劳裂纹扩展速率。3)以P91为对象,试验研究了加载频率对高温疲劳裂纹扩展速率的影响。发现高温疲劳裂纹扩展速率随加载频率的减小而增大；将高温疲劳裂纹扩展速率da/dN变换为(da/dt)nominal'得到了考虑加载频率影响的高温疲劳裂纹扩展速率计算方法。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈龙;蔡力勋;;基于材料低周疲劳的裂纹扩展预测模型[J];工程力学;2012年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 谈建平;纳入拘束效应的含裂纹结构蠕变寿命评价方法研究[D];华东理工大学;2014年

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本文编号：1196951