高溫蠕變裂紋擴展是當(dāng)前高溫高壓下工作的構(gòu)件的主要失效模式。由于蠕變裂紋在前期形成和損傷積累的過程中不易檢測和控制,而在后期,蠕變裂紋在前期損傷的積累下會迅速擴展,這樣極易導(dǎo)致構(gòu)件突然失效,給生產(chǎn)生活及人們的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的損失。多年來,很多學(xué)者不斷投入到高溫蠕變裂紋的研究中,為后人的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。但是,對于非穩(wěn)態(tài)下裂紋深度和幾何形狀對C（t）積分的影響,以及穩(wěn)態(tài)階段裂尖的各種應(yīng)變隨時間的變化規(guī)律,尚無系統(tǒng)的研究,本文以高溫材料P92鋼為研究對象,應(yīng)用有限元仿真軟件ABAQUS對高溫蠕變裂紋擴展的不同階段進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容如下:（1）在裂紋尚未進(jìn)入穩(wěn)態(tài)擴展階段時,其裂紋尖端仍然符合HRR場,因此,在有些情況下,若忽略該階段,將會導(dǎo)致蠕變裂紋壽命預(yù)測不準(zhǔn)確甚至出錯。本文對不同裂紋深度、不同幾何形狀的試樣進(jìn)行了大量的建模,并結(jié)合裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了深入分析。研究表明,隨著裂紋深度的加深,拘束作用增大,C（t）積分值減小;不同幾何情況下,C（t）積分值為:CST試樣>CT試樣>SENT試樣。（2）針對蠕變裂紋擴展的穩(wěn)態(tài)階段,基于延性耗竭模型,采用單元失效方法,... 

【文章來源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

平均蠕變應(yīng)變示意圖

圖 1.3 節(jié)點釋放技術(shù)示意圖效技術(shù)是指當(dāng)某個高斯積分點的累積蠕變損傷達(dá)到臨界值時（ 降為一個極小的值，使該單元失去承載能力，通常仿真中將該點極小的值，因此，該方法又稱為高斯點剛度置零法。該方法不需徑，并且適用于三維模型，因此得到了廣泛的應(yīng)用[55-58]。華東理裂紋分析中均采用了該方法[24, 34-36, 43, 45, 47]，結(jié)果顯示，仿真方法致性，證明了該方法的可行性。在研究中發(fā)現(xiàn)，由于該方法只是將裂紋尖端的積分點彈性模量降元作為裂紋擴展面，但是實際上并沒有真的產(chǎn)生裂紋，這將會導(dǎo)線位移速率小于試驗結(jié)果，進(jìn)而導(dǎo)致同一裂紋擴展速率下的 C*圖 1.4 所示[59]。對此，劉軍等[60]提出用于蠕變裂紋擴展數(shù)值模擬真結(jié)果的載荷線位移率進(jìn)行修正，從而等到更為正確的結(jié)果。

圖 1.3 節(jié)點釋放技術(shù)示意圖指當(dāng)某個高斯積分點的累積蠕變損傷達(dá)到臨極小的值，使該單元失去承載能力，通常仿真，因此，該方法又稱為高斯點剛度置零法。該適用于三維模型，因此得到了廣泛的應(yīng)用[55-5中均采用了該方法[24, 34-36, 43, 45, 47]，結(jié)果顯示，明了該方法的可行性。發(fā)現(xiàn)，由于該方法只是將裂紋尖端的積分點紋擴展面，但是實際上并沒有真的產(chǎn)生裂紋，率小于試驗結(jié)果，進(jìn)而導(dǎo)致同一裂紋擴展速示[59]。對此，劉軍等[60]提出用于蠕變裂紋擴展載荷線位移率進(jìn)行修正，從而等到更為正確

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于C（t）積分及參數(shù)Ac的P92鋼高溫蠕變裂紋擴展研究[J]. 田蘭蘭,劉軍,何濱,陳建恩,王肖鋒,葛為民.  材料導(dǎo)報. 2017(18)
[2]P92主蒸汽直管的選型及建議[J]. 徐傳海,薛家春.  電力建設(shè). 2010(01)

博士論文
[1]基于應(yīng)變的損傷力學(xué)模型及其在蠕變裂紋擴展數(shù)值模擬中的應(yīng)用[D]. 溫建鋒.華東理工大學(xué) 2014
[2]納入拘束效應(yīng)的含裂紋結(jié)構(gòu)蠕變壽命評價方法研究[D]. 談建平.華東理工大學(xué) 2014
[3]考慮拘束效應(yīng)的高溫下含缺陷P92管道壽命評估方法研究[D]. 趙雷.天津大學(xué) 2012
[4]P92鋼焊接殘余應(yīng)力場及對高溫壽命的影響研究[D]. 姜運建.天津大學(xué) 2011

碩士論文
[1]不同拘束效應(yīng)對蠕變裂紋擴展影響的數(shù)值分析研究[D]. 何濱.天津理工大學(xué) 2017
[2]殘余應(yīng)力對不同幾何和材料拘束試樣蠕變裂紋起裂和擴展行為的影響[D]. 宋曉梅.華東理工大學(xué) 2016



本文編號：3610708