本文關(guān)鍵詞：基于CPFEM的超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子某精煉12Cr材料微觀力學(xué)分析

  更多相關(guān)文章： 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子 有限元方法 晶體塑性理論 塑性變形 微觀特性

【摘要】：超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的環(huán)境下工作,使得轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生不同程度的塑性變形而發(fā)生破壞。通過(guò)對(duì)超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料微觀塑性變形機(jī)制進(jìn)行研究,可以得到其在整個(gè)塑性變形過(guò)程中微觀組織性能的變化規(guī)律,一方面有利于對(duì)超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料的損傷機(jī)理進(jìn)行深入了解,另一方面將宏觀性能與微觀性能結(jié)合起來(lái)分析,將更有利于獲得精準(zhǔn)預(yù)測(cè)超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料疲勞壽命的評(píng)價(jià)方法。晶體塑性有限元方法(Crystal Plastic Finite Element Method,CPFEM)是將晶體塑性理論與有限元方法相結(jié)合的方法,它可以從材料變形的物理機(jī)制出發(fā),比較準(zhǔn)確地反映材料的微觀特性,目前不僅是材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),也是力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文依托于晶體學(xué)和晶體塑性理論基礎(chǔ),以超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子某精煉12Cr材料為研究對(duì)象,采用考慮背應(yīng)力的循環(huán)晶體塑性有限元模型,首先采用實(shí)際單軸拉伸試驗(yàn)和晶體塑性有限元模擬試算相結(jié)合的方法確定模型參數(shù)。其次,綜合有限元模擬方法、晶體塑性理論、多晶三維重建等現(xiàn)代化技術(shù),從微觀尺度出發(fā),根據(jù)多晶微觀結(jié)構(gòu)的不同,研究了一小塊隨機(jī)取向分布的超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子某精煉12Cr材料在單軸拉伸情況下的塑性變形行為。最后,分析了影響超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子某精煉12Cr材料塑性變形的主要因素:晶粒數(shù)目、加載條件、溫度、加載應(yīng)變率,研究表明:晶粒的數(shù)目的多少對(duì)超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料變形后等效應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變的分布范圍的影響不大,但影響其分布的均勻性;超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料單軸拉伸變形后的等效應(yīng)力分布和真實(shí)應(yīng)變分布的峰值比其在同樣情況下單軸壓縮后的峰值要略高;隨著溫度的升高,超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料單軸拉伸變形后的等效應(yīng)力分布和真實(shí)應(yīng)變分布的峰值越高;隨著應(yīng)變率的降低,超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料單軸拉伸變形后的等效應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變的峰值越低,但是分布的均勻性不變。
【關(guān)鍵詞】：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子 有限元方法 晶體塑性理論 塑性變形 微觀特性
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK265
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 晶體塑性有限元應(yīng)用研究進(jìn)展10-14
• 1.3 論文研究技術(shù)路線14-15
• 1.4 論文主要內(nèi)容15-17
• 2 晶體學(xué)和晶體塑性理論基礎(chǔ)17-30
• 2.1 晶體學(xué)基礎(chǔ)17-21
• 2.2 晶體塑性理論基礎(chǔ)21-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 3 晶體塑性理論在ABAQUS中的實(shí)現(xiàn)30-42
• 3.1 abaqus二次開(kāi)發(fā)功能30
• 3.2 晶體塑性模型的增量計(jì)算過(guò)程30-38
• 3.3 晶體塑性模型建立38-40
• 3.4 模擬結(jié)果后處理40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 4 某精煉 12Cr材料晶體塑性模型參數(shù)的確定42-60
• 4.1 某精煉 12Cr材料單軸拉伸試驗(yàn)42-45
• 4.2 模型參數(shù)的確定45-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 5 某精煉 12Cr材料晶體塑性有限元模擬60-75
• 5.1 模擬模型60
• 5.2 模擬結(jié)果與討論60-65
• 5.3 影響模擬的主要因素65-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 全文總結(jié)與展望75-77
• 6.1 全文總結(jié)75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目與發(fā)表論文83

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本文編號(hào)：1070974