本文關(guān)鍵詞：1Cr18Ni9不銹鋼時(shí)相關(guān)非比例多軸棘輪行為及其本構(gòu)模型

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【摘要】：棘輪行為是材料在非對(duì)稱應(yīng)力循環(huán)中產(chǎn)生的一種塑性應(yīng)變累積現(xiàn)象。它會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件疲勞壽命的減少或使構(gòu)件的變形超過限制而不能正常工作,是結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)和壽命評(píng)估中必須要考慮的問題。目前開展的金屬材料棘輪行為的實(shí)驗(yàn)研究和理論研究中,大部分是在單一加載速率和固定波形下進(jìn)行的,而在加載率、荷載保持時(shí)間以及加載波形等時(shí)相關(guān)因素對(duì)金屬材料棘輪行為的影響方面研究仍然不夠深入,尤其是非比例多軸時(shí)相關(guān)棘輪行為的實(shí)驗(yàn)和本構(gòu)模型研究。因此,獲取不同溫度、不同加載率、不同荷載保持時(shí)間以及不同加載波形等工況下金屬材料單軸和非比例多軸棘輪行為的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)而發(fā)展更為精確的非比例多軸時(shí)相關(guān)棘輪本構(gòu)模型,具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本論文主要開展了如下研究工作：(1)在室溫、250℃和650℃下,對(duì)lCrl8Ni9不銹鋼進(jìn)行了系統(tǒng)的單軸和非比例多軸應(yīng)力控制循環(huán)變形實(shí)驗(yàn)研究,揭示了不同溫度和不同非比例多軸加載路徑下材料的時(shí)相關(guān)棘輪行為及其演化特征,探討了時(shí)相關(guān)棘輪行為對(duì)應(yīng)力率、峰值應(yīng)力保持時(shí)間和加載波形的依賴性以及非比例加載路徑的影響,為時(shí)相關(guān)棘輪本構(gòu)模型的建立提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。(2)在統(tǒng)一粘塑性循環(huán)本構(gòu)理論的框架下,以Abdel-Karim-Ohno提出的非線性隨動(dòng)硬化律為基礎(chǔ),通過引入一個(gè)能反映應(yīng)力率及峰值應(yīng)力保持時(shí)間對(duì)棘輪行為的時(shí)相關(guān)影響的“靜力恢復(fù)項(xiàng)”,和在各向同性硬化律的演化中引入Tanaka定義的“非比例度”和并考慮溫度的影響,發(fā)展了已有的粘塑性循環(huán)本構(gòu)模型,提出了改進(jìn)的非比例多軸時(shí)相關(guān)棘輪本構(gòu)模型。(3)針對(duì)改進(jìn)的非比例多軸時(shí)相關(guān)棘輪本構(gòu)模型,采用一套合理方法確定其材料參數(shù),并通過徑向回退的隱式積分算法進(jìn)行了本構(gòu)模型的數(shù)值實(shí)現(xiàn)。通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較可以看到：改進(jìn)后的模型能夠較好地模擬1Cr18Ni9不銹鋼材料在不同溫度下的單軸和非比例多軸時(shí)相關(guān)棘輪行為,合理地描述了時(shí)相關(guān)棘輪行為對(duì)應(yīng)力率、保持時(shí)間、加載波形以及非比例加載路徑的依賴性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.71;O344.1

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本文編號(hào)：1278475