本文關(guān)鍵詞：含埋藏球型缺陷管道蠕變裂紋萌生的預(yù)測(cè)

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源行業(yè)高效利用和節(jié)能減排要求的不斷提高,應(yīng)用高溫力學(xué)性能更優(yōu)異的鋼種、提高電廠管道服役溫度和壓力成為大勢(shì)所趨。然而,蒸汽溫度和壓力的提高導(dǎo)致服役環(huán)境更加惡劣,導(dǎo)致力學(xué)性能薄弱、含缺陷較多的焊接接頭易出現(xiàn)失效,因此需要對(duì)結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定和電廠的安全運(yùn)行提出更加嚴(yán)苛的要求。國(guó)際上高溫結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)主要有BS7910、R5等,它們對(duì)含裂紋管道的評(píng)估已經(jīng)相對(duì)成熟,但對(duì)含埋藏體積型缺陷管道的評(píng)估方法仍不完善。這些標(biāo)準(zhǔn)通常先判斷是否符合基于經(jīng)驗(yàn)或彈塑性安定分析提出的免評(píng)條件,不符合則當(dāng)作裂紋處理。然而,上述方法沒(méi)有考慮蠕變機(jī)制下的損傷累積,直接免評(píng)可能偏危險(xiǎn),而按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)表征為裂紋又可能導(dǎo)致過(guò)度保守的返修或更換,迫使機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn),造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,本文基于損傷力學(xué)理論,利用數(shù)值模擬技術(shù)研究了含埋藏球型缺陷管道的蠕變損傷機(jī)理,并提出了蠕變裂紋萌生壽命預(yù)測(cè)模型。論文的主要研究工作及結(jié)論如下:(1)提出了一個(gè)新的物理參量——平均等效應(yīng)力,即在蠕變裂紋萌生時(shí)間ti內(nèi)等效應(yīng)力對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分,然后除以ti。平均等效應(yīng)力能夠表征整個(gè)蠕變階段的應(yīng)力水平,具有物理意義。(2)基于平均等效應(yīng)力法,研究了含埋藏球型缺陷P92鋼管道蠕變裂紋的萌生規(guī)律,并從應(yīng)力和拘束兩個(gè)方面分析了這些規(guī)律存在的內(nèi)因,進(jìn)而提出了含埋藏球型缺陷P92鋼管道蠕變裂紋萌生位置和時(shí)間的預(yù)測(cè)公式。(3)進(jìn)一步改進(jìn)了蠕變裂紋萌生預(yù)測(cè)公式,可考慮不同的材料性能和服役溫度,建立了一套適用于不同材料和不同溫度的蠕變裂紋萌生預(yù)測(cè)模型,只需根據(jù)初始尺寸條件和載荷即可求解管道的蠕變裂紋萌生位置及時(shí)間,節(jié)約了大量由于有限元模擬和數(shù)據(jù)處理所需的時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：埋藏球型缺陷 平均等效應(yīng)力 蠕變裂紋萌生位置 蠕變裂紋萌生時(shí)間 預(yù)測(cè)模型
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM621;TG142.73
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 含缺陷結(jié)構(gòu)彈塑性極限分析10-11
• 1.2.2 含缺陷高溫結(jié)構(gòu)彈塑性極限分析11-12
• 1.3 高溫結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定規(guī)范12-13
• 1.4 本文研究目的和研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 蠕變損傷本構(gòu)模型的確定15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 單損傷變量模型15-17
• 2.3 雙損傷變量模型17-18
• 2.4 多損傷變量模型18-19
• 2.5 延性耗竭模型19-20
• 2.6 本文采用的本構(gòu)模型及實(shí)現(xiàn)過(guò)程20-22
• 2.7 本章小結(jié)22-23
• 第三章 含埋藏球型缺陷P92管道蠕變裂紋萌生的預(yù)測(cè)23-42
• 3.1 引言23
• 3.2 有限元模型建立與材料參數(shù)確定23-26
• 3.2.1 有限元模型23-25
• 3.2.2 蠕變材料參數(shù)25-26
• 3.3 蠕變裂紋萌生位置的預(yù)測(cè)26-35
• 3.3.1 蠕變裂紋萌生位置預(yù)測(cè)公式26-31
• 3.3.2 結(jié)果分析31-35
• 3.4 蠕變裂紋萌生時(shí)間的預(yù)測(cè)35-40
• 3.4.1 蠕變裂紋萌生時(shí)間與平均等效應(yīng)力的關(guān)系35
• 3.4.2 平均等效應(yīng)力與內(nèi)壓、徑厚比、缺陷大小和缺陷位置的關(guān)系35-37
• 3.4.3 蠕變裂紋萌生時(shí)間預(yù)測(cè)公式37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 含埋藏球型缺陷管道蠕變裂紋萌生的預(yù)測(cè)模型42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 有限元模型建立與材料參數(shù)確定42-43
• 4.3 蠕變裂紋萌生位置的預(yù)測(cè)43-46
• 4.4 蠕變裂紋萌生時(shí)間的預(yù)測(cè)46-55
• 4.4.1 蠕變裂紋萌生時(shí)間與平均等效應(yīng)力的關(guān)系46-47
• 4.4.2 平均等效應(yīng)力與內(nèi)壓、徑厚比、缺陷大小和缺陷位置的關(guān)系47-50
• 4.4.3 蠕變裂紋萌生時(shí)間預(yù)測(cè)模型50-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)和展望56-58
• 5.1 總結(jié)56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-66
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明66-67
• 致謝67-68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：978577