蠕變裂紋擴展壽命的準確評價是高溫部件完整性評定、壽命設(shè)計和運行維護中的核心問題�；诤暧^單參數(shù)C*的蠕變斷裂力學(xué)的壽命評價方法,未有效納入裂尖拘束效應(yīng)的影響,因而其評價結(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的準確性,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展壽命評價的理論和技術(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展壽命評價方法為研究目標,通過數(shù)值模擬、試驗數(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展壽命預(yù)測和評價方法等。論文研究工作及主要結(jié)論如下:(1)通過有限元計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展試驗數(shù)據(jù)相結(jié)合,建立了 316H鋼拘束相關(guān)的蠕變裂紋擴展速率式。(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 蠕變裂紋擴展機理
    1.3 蠕變裂紋擴展速率的預(yù)測
        1.3.1 基于理論模型的蠕變裂紋擴展速率預(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展預(yù)測
        1.3.3 基于蠕變斷裂力學(xué)的蠕變裂紋擴展預(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)的蠕變裂紋擴展速率
    2.6 預(yù)測的蠕變裂紋擴展速率和實驗數(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展壽命評價
    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)的蠕變裂紋擴展速率
    7.4 斷裂參數(shù)C*的計算
    7.5 拘束參數(shù)R*的計算
    7.6 基于二參數(shù)C*-R*的蠕變裂紋擴展壽命評價
    7.7 基于有限元計算的蠕變裂紋擴展壽命評價
        7.7.1 有限元模型和數(shù)值方法
        7.7.2 基于有限元計算的蠕變裂紋擴展壽命評價
    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
    8.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士期間已發(fā)表論文



本文編號：3807677

boshi