蠕變裂紋擴(kuò)展壽命的準(zhǔn)確評價(jià)是高溫部件完整性評定、壽命設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)中的核心問題�；诤暧^單參數(shù)C*的蠕變斷裂力學(xué)的壽命評價(jià)方法,未有效納入裂尖拘束效應(yīng)的影響,因而其評價(jià)結(jié)果過于保守或非保守。為了提高含裂紋高溫部件蠕變壽命評價(jià)的準(zhǔn)確性,需要研究發(fā)展納入裂尖拘束效應(yīng)的高溫部件蠕變裂紋擴(kuò)展壽命評價(jià)的理論和技術(shù)方法。本文以納入裂尖拘束效應(yīng)的高溫承壓管道蠕變裂紋擴(kuò)展壽命評價(jià)方法為研究目標(biāo),通過數(shù)值模擬、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析相結(jié)合的方法,基于拘束參數(shù)R*,系統(tǒng)研究了不同幾何三維試樣的蠕變裂尖拘束表征;材料拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴(kuò)展速率;含軸向和環(huán)向半橢圓內(nèi)表面裂紋承壓管道的蠕變拘束和拘束參數(shù)R*解;材料蠕變性能對拘束參數(shù)R*的影響;基于C*-R*納入裂尖拘束效應(yīng)的承壓管道蠕變裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測和評價(jià)方法等。論文研究工作及主要結(jié)論如下:(1)通過有限元計(jì)算分析表征了不同幾何、裂紋深度和加載方式三維試樣的蠕變裂尖拘束。將拘束參數(shù)R*和不同拘束試樣的蠕變裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合,建立了 316H鋼拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴(kuò)展速率式。(2)通過三維有限元分析,對高溫空氣環(huán)境下不同裂紋尺寸和徑厚比的含軸向、環(huán)向半橢圓內(nèi)表面...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 蠕變裂紋擴(kuò)展機(jī)理
    1.3 蠕變裂紋擴(kuò)展速率的預(yù)測
        1.3.1 基于理論模型的蠕變裂紋擴(kuò)展速率預(yù)測
        1.3.2 基于延性耗竭損傷模型和有限元法的蠕變裂紋擴(kuò)展預(yù)測
        1.3.3 基于蠕變斷裂力學(xué)的蠕變裂紋擴(kuò)展預(yù)測
    1.4 彈塑性裂尖拘束效應(yīng)研究簡介
    1.5 蠕變拘束理論及其應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 拘束對蠕變裂紋擴(kuò)展速率的影響
        1.5.2 蠕變裂尖拘束的定量化表征
        1.5.3 試樣和管道的蠕變裂尖拘束表征及拘束相關(guān)的CCG速率預(yù)測
    1.6 蠕變拘束效應(yīng)及納入拘束效應(yīng)的蠕變裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測研究存在的問題
    1.7 本文研究內(nèi)容
第2章 316H鋼不同試樣蠕變拘束表征及拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴(kuò)展速率
    2.1 引言
    2.2 有限元模型
        2.2.1 材料
        2.2.2 試樣有限元模型
    2.3 載荷無關(guān)的蠕變拘束參數(shù)R*

    2.4 316H鋼不同幾何試樣的蠕變拘束表征
    2.5 316H鋼拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴(kuò)展速率
    2.6 預(yù)測的蠕變裂紋擴(kuò)展速率和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比
    2.7 小結(jié)
第3章 含軸向表面裂紋承壓管道蠕變拘束分析及拘束參數(shù)解
    3.1 前言
    3.2 有限元模型和數(shù)值方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 含軸向裂紋管道有限元模型
    3.3 載荷無關(guān)的蠕變拘束參數(shù)R*
    3.4 結(jié)果及討論
        3.4.1 軸向半橢圓表面裂紋承壓管道蠕變裂尖拘束
        3.4.2 軸向半橢圓表面裂紋承壓管道的R*參數(shù)解
        3.4.3 管道拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴(kuò)展速率預(yù)測
    3.5 小結(jié)
第4章 含環(huán)向表面裂紋承壓管道蠕變拘束分析及拘束參數(shù)解
    4.1 前言
    4.2 有限元模型和數(shù)值方法
        4.2.1 材料
        4.2.2 含環(huán)向裂紋管道有限元模型
    4.3 載荷無關(guān)的蠕變拘束參數(shù)R*
    4.4 結(jié)果及討論
        4.4.1 含環(huán)向內(nèi)表面裂紋承壓管道的蠕變裂尖拘束
        4.4.2 環(huán)向表面裂紋承壓管道的R*解
        4.4.3 環(huán)向裂紋與軸向裂紋承壓管道拘束參數(shù)R*的比較
        4.4.4 管道拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴(kuò)展速率預(yù)測
    4.5 小結(jié)
第5章 材料蠕變性能對蠕變裂尖拘束參數(shù)R*的影響
    5.1 前言
    5.2 有限元模型和數(shù)值方法
        5.2.1 材料
        5.2.2 試樣有限元模型
    5.3 載荷無關(guān)的蠕變拘束參數(shù)R*
    5.4 結(jié)果和討論
        5.4.1 材料諾頓參數(shù)對拘束參數(shù)R*的影響
        5.4.2 不同拘束水平時(shí)蠕變指數(shù)n對參數(shù)R*的影響
        5.4.3 不同蠕變性能材料的拘束參數(shù)R*的工程估算方法
    5.5 小結(jié)
第6章 不同試樣幾何面內(nèi)與面外蠕變裂尖拘束的三維有限元分析
    6.1 前言
    6.2 蠕變裂尖拘束參數(shù)
    6.3 有限元模型和蠕變裂尖拘束參數(shù)的計(jì)算
        6.3.1 材料
        6.3.2 不同試樣幾何的有限元模型
        6.3.3 蠕變裂尖拘束參數(shù)的計(jì)算
    6.4 結(jié)果和討論
        6.4.1 裂尖前拘束參數(shù)R*,h和T_z的分布
        6.4.2 拘束參數(shù)R*沿試樣厚度的分布
        6.4.3 拘束參數(shù)h沿試樣厚度的分布
    6.5 面內(nèi)與面外拘束參數(shù)的相關(guān)性
    6.6 小結(jié)
第7章 納入拘束效應(yīng)的含軸向表面裂紋承壓管道的蠕變裂紋擴(kuò)展壽命評價(jià)
    7.1 前言
    7.2 軸向半橢圓表面裂紋管道材料和幾何
    7.3 蠕變拘束參數(shù)R*和拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴(kuò)展速率
    7.4 斷裂參數(shù)C*的計(jì)算
    7.5 拘束參數(shù)R*的計(jì)算
    7.6 基于二參數(shù)C*-R*的蠕變裂紋擴(kuò)展壽命評價(jià)
    7.7 基于有限元計(jì)算的蠕變裂紋擴(kuò)展壽命評價(jià)
        7.7.1 有限元模型和數(shù)值方法
        7.7.2 基于有限元計(jì)算的蠕變裂紋擴(kuò)展壽命評價(jià)
    7.8 小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士期間已發(fā)表論文



本文編號：3807677

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