APIX80管線鋼疲勞裂紋擴展行為研究.pdf

1、APIX80管線鋼疲勞裂紋擴展行為研究管線鋼疲勞裂紋擴展行為研究AStudyontheFatigueCrackGrowthofAPIX80PipelineSteel學科專業(yè)：化工過程機械學生姓名：李珞指導教師：陳旭教授天津大學化工學院二零一四年五月摘要摘要本文主要研究西氣東輸二線的APIX80高鋼級管線鋼母材部分，在室溫下進行了基本力學試驗和疲勞裂紋擴展試驗，用掃描電鏡觀察斷口形貌，并進行有限元分析，由于X80鋼較好的韌性，最后提出了可

2、以用來描述其疲勞裂紋擴展速率的表達式。研究表明：（1）X80管線鋼在室溫下拉伸行為呈現(xiàn)各向異性，拉伸曲線呈現(xiàn)連續(xù)屈服特征，斷口形貌呈等軸韌窩狀；（2）隨著應力比R的增加，會降低疲勞壽命和疲勞裂紋擴展量；當載荷幅值增加時，同理也會降低疲勞壽命和裂紋擴展量；在相同的裂尖應力場條件下，應力比R越高，裂紋擴展速率越低；而載荷幅值的大小對于裂紋擴展速率的影響較小；（3）試件取向?qū)τ谄诹鸭y擴展速率的影響很小，但是TL方向由于斷裂韌性較低，故最終裂

3、紋擴展長度較長；（4）從微觀斷面分析，X80管線鋼的疲勞裂紋擴展主要是滑移機制導致，在大載荷快速擴展區(qū)，伴隨有延性靜態(tài)斷裂模式，同時在裂紋尖端處產(chǎn)生嚴重鈍化。對于X80管線鋼裂尖大面積屈服導致的特殊疲勞裂紋擴展規(guī)律，無法沿用其他經(jīng)典模型預測其裂紋擴展速率，故以Walker模型為基礎(chǔ)，通過引入有效J積分幅，通過對塑性區(qū)進行修正，得到了一個可以評價韌性材料疲勞裂紋擴展速率的表達式。該表達式考慮了塑性區(qū)對裂紋擴展速率的影響，考慮了裂紋閉合和裂