隨著油氣田開采環(huán)境日益惡劣,為提高管線運(yùn)行的安全性,管線設(shè)計由應(yīng)力設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變設(shè)計,對管線鋼的抗變形能力提出更高要求,鐵素體/貝氏體雙相鋼成為高強(qiáng)管線鋼的首選組織。管線在服役時會因地質(zhì)變動、海水沖擊等受到循環(huán)載荷的作用,引起疲勞失效,因此,研究循環(huán)載荷作用下雙相鋼的變形行為對分析管線鋼服役過程塑性損傷及疲勞裂紋萌生,提高管線運(yùn)行安全具有重要意義。本文首先通過實驗測定了鐵素體、貝氏體組織力學(xué)性能,并計算得出Chaboche隨動強(qiáng)化模型參數(shù),進(jìn)而建立了兩相本構(gòu)關(guān)系,并基于真實雙相鋼微觀組織圖像建模,通過改變應(yīng)變幅和應(yīng)變比,對鐵素體/貝氏體雙相大應(yīng)變管線鋼進(jìn)行模擬,研究其在循環(huán)載荷作用下的變形行為。隨應(yīng)變幅的增加,鐵素體、貝氏體兩相的塑性應(yīng)變均有所增加,但兩相增加機(jī)制不同,鐵素體相內(nèi)塑性應(yīng)變以收斂集中的方式增加,從而形成應(yīng)變失效帶;貝氏體內(nèi)塑性應(yīng)變則由局部向心部擴(kuò)散的方式增加。隨循環(huán)周次的增加,在循環(huán)初期,鐵素體相應(yīng)變集中因子降低,應(yīng)力集中因子升高,貝氏體相應(yīng)變集中因子升高,應(yīng)力集中因子降低,兩相應(yīng)力應(yīng)變分配不均衡性降低,兩相間的應(yīng)變分配先于應(yīng)力分配趨于穩(wěn)定。穩(wěn)定狀態(tài)下,隨著應(yīng)變幅的升高,應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 管線鋼疲勞的研究
        1.2.1 疲勞的發(fā)展及特點
        1.2.2 高周疲勞研究
        1.2.3 低周疲勞研究
    1.3 雙相材料微觀行為的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 理論分析研究
        1.3.2 有限元建模研究
    1.4 ANSYS workbench應(yīng)用
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 單相鐵素體、貝氏體的制備及性能測試
    2.1 實驗材料
    2.2 單相材料的制備
    2.3 組織觀察及性能測試
        2.3.1 顯微組織觀察
        2.3.2 硬度測試
        2.3.3 拉伸測試
        2.3.4 納米壓痕測試
    2.4 本章小結(jié)
第3章 鐵素體/貝氏體雙相鋼循環(huán)塑性本構(gòu)模型的建立
    3.1 應(yīng)變分量
    3.2 屈服準(zhǔn)則
    3.3 流動準(zhǔn)則
    3.4 強(qiáng)化準(zhǔn)則
    3.5 Chaboche隨動強(qiáng)化準(zhǔn)則
        3.5.1 本構(gòu)方程
        3.5.2 參數(shù)計算
        3.5.3 參數(shù)校核
        3.5.4 參數(shù)的最終值
    3.6 本章小結(jié)
第4章 鐵素體/貝氏體雙相鋼有限元模型的建立
    4.1 雙相組織模型的建立
    4.2 材料屬性的定義
    4.3 網(wǎng)格劃分
        4.3.1 劃分網(wǎng)格
        4.3.2 網(wǎng)格質(zhì)量
    4.4 邊界條件與載荷施加
    4.5 拉伸驗證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 鐵素體/貝氏體雙相鋼循環(huán)變形行為模擬研究
    5.1 引言
    5.2 應(yīng)變幅對雙相鋼循環(huán)變形行為的影響
        5.2.1 應(yīng)變幅對雙相鋼塑性應(yīng)變的影響
        5.2.2 應(yīng)變幅對雙相鋼總應(yīng)變的影響及兩相交互作用機(jī)制
        5.2.3 應(yīng)變幅對兩相應(yīng)力、應(yīng)變集中因子的影響
    5.3 應(yīng)變比對雙相鋼循環(huán)變形行為的影響
        5.3.1 應(yīng)變比對雙相鋼塑性應(yīng)變的影響
        5.3.2 應(yīng)變比對雙相鋼總應(yīng)變的影響及兩相交互作用機(jī)制
        5.3.3 應(yīng)變比對兩相應(yīng)力、應(yīng)變集中因子的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：4034523