mba論文納米拘束效應的含裂紋結構蠕變壽命評價方法研究pdf

1、分類號：0 3 4 6 ．1 密級：U D C ：華東理工大學學位論文納入拘束效應的含裂紋結構蠕變壽命評價方法研究談建平指導教師姓名： 涂善東教授王國珍教授華東理工大學申請學位級別： 博士 專業(yè)名稱：動力工程及工程熱物理論文定稿日期： 2 0 1 4 ．0 4 ．1 0 論文答辯日期： 2 0 1 4 ．0 5 ．2 7學位授予單位： 華東理工大學學位授予日期：答辯委員會主席：郭力．林教授評 閱 人：方岱寧教授施惠基教授荊洪陽教授郭萬林

2、教授錢才富教授陳旭教授 惠虎教授華東理工大學博士學位論文 第1 頁納入拘束效應的含裂紋結構蠕變壽命評價方法研究摘要裂尖拘束狀態(tài)影響蠕變裂紋擴展速率。采用深裂紋高拘束的標準試驗室緊湊拉伸( C T ) 試樣測得的蠕變裂紋擴展數據用于評價實際含裂紋結構的蠕變壽命，可能得到過于保守或非保守的評價結果。為了提高含裂紋高溫構件蠕變壽命評價和預測的準確性，需要建立納入裂尖拘束效應的評價方法，目前國內外對此的研究還十分有限。本文通過試驗、數值計算和理

3、論分析相結合，宏觀與微觀相結合，力學與材料相結合的方法系統(tǒng)研究了拘束對C r - M o —V 鋼蠕變裂紋擴展速率的影響及機理，試驗室試樣和實際管道蠕變裂尖拘束的表征及關聯，拘束相關的C r - M o —V 鋼蠕變裂紋擴展速率方程的構建及其應用等，致力建立納入裂尖拘束效應的蠕變壽命評價方法。論文主要工作和結論如下：1 ) 試驗測試了不同厚度C T 試樣在寬范圍c 木區(qū)間的蠕變裂紋擴展速率。發(fā)現試樣厚度引起的面外拘束對蠕變裂紋擴展速率的

4、影響與載荷水平( C } ) 相關，在與實際構件工作載荷相關的低C + 區(qū)，蠕變裂紋擴展速率存在顯著的拘束效應。通過微細觀觀察探明了不同c 木區(qū)拘束對蠕變裂紋擴展速率影響的機理。為建立納入拘束效應的蠕變壽命預測模型和方法提供了物理基礎。2 ) 對新發(fā)展的蠕變拘束參數R 進行了修正，提出了載荷無關的蠕變拘束參數R 木，基于各試樣及管道在不同載荷水平下拘束參數R 的大量計算結果，驗證了月半的載荷無關性。深入分析了參數尺t 的影響因素，包括試

5、樣／結構幾何、裂紋尺寸、裂尖距離和蠕變時間等。提出了尺+ 工程應用的簡化定義和計算方法。為建立納入拘束效應的含缺陷高溫結構壽命評價方法提供了雙參數( C } ．R 1 蠕變斷裂力學基礎。3 ) 通過三維( 3 ．D ) 有限元數值計算，分析了五種不同幾何和加載方式試樣和高溫軸向表面裂紋管道的裂尖拘束，給出了3 一D 裂紋構件拘束的表征方法。計算分析了試樣和管道幾何、裂紋尺寸、載荷水平等對裂尖拘束的影響規(guī)律，驗證了3 ．D 裂紋管道及試樣

6、拘束R + 的載荷無關性。發(fā)現單邊缺口拉伸試樣的蠕變裂尖拘束與裂紋管道最接近，采用3 ．D 裂紋前沿平均拘束參數R ’鉀。分析了二者的關聯性。4 ) 基于拘束參數R ·及面外拘束蠕變裂紋擴展試驗，建立了C r - M o —V 鋼拘束相關的蠕變裂紋擴展速率方程，用不同加載方式試樣( 不同拘束) 的蠕變裂紋擴展試驗驗證了方程的有效性和可移植性。另外，測試獲得了C r - M o ．V 鋼不同拘束試樣的蠕變裂紋起裂時間及蠕變斷裂韌