本文關鍵詞：P91鋼蠕變—疲勞裂紋擴展速率及擴展規(guī)律研究

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【摘要】：工業(yè)中由于蠕變-疲勞裂紋擴展導致的事故時有發(fā)生,如何準確的預測蠕變-疲勞裂紋擴展速率越來越受到人們的重視。本課題以P91鋼為研究對象,關注蠕變-疲勞裂紋擴展中的兩個影響因素(保載時間和加載頻率),開展論文的研究工作。論文一方面,運用高溫損傷力學,構建蠕變-疲勞裂紋擴展損傷模型,并與相應的試驗數(shù)據對比來研究保載時間對蠕變-疲勞裂紋擴展速率的影響；另一方面,通過試驗研究,分析加載頻率對高溫疲勞裂紋擴展速率的影響。主要工作和結論如下：1)基于損傷力學,通過修改Chaboche疲勞損傷模型,使其能夠描述疲勞裂紋尖端的損傷Df；采用延性耗竭理論描述蠕變機制下裂紋尖端損傷Dc,當Dc和Df滿足一定關系式時,裂紋尖端的蠕變-疲勞損傷達到臨界值,裂紋尖端微單元失效,判定蠕變-疲勞裂紋擴展一個單元,得到了蠕變-疲勞裂紋擴展速率預測模型。針對此模型開發(fā)了相應的蠕變-疲勞裂紋擴展模擬子程序,模擬得到了P91鋼蠕變-疲勞裂紋擴展速率,并與試驗得到的速率相比較,結果顯示兩者非常吻合,驗證了模型的有效性。2)以P91為對象,試驗研究了保載時間對蠕變-疲勞裂紋擴展速率的影響,發(fā)現(xiàn)蠕變-疲勞裂紋擴展速率隨保載時間的增大而增大。對比分析不同斷裂參量與蠕變-疲勞裂紋擴展速率的關聯(lián)性,發(fā)現(xiàn)(Ct)avg可很好的關聯(lián)保載期間內的裂紋擴展速率。利用Saxena兩項式可較好地表征本實驗條件下P91蠕變-疲勞裂紋擴展速率,可估算較高保載時間和較低保載時間的蠕變-疲勞裂紋擴展速率。3)以P91為對象,試驗研究了加載頻率對高溫疲勞裂紋擴展速率的影響。發(fā)現(xiàn)高溫疲勞裂紋擴展速率隨加載頻率的減小而增大；將高溫疲勞裂紋擴展速率da/dN變換為(da/dt)nominal'得到了考慮加載頻率影響的高溫疲勞裂紋擴展速率計算方法。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142

【參考文獻】

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本文編號：1196951