收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多维应力状态高温低周疲劳寿命及蠕变——疲劳交互作用探讨

赫兵  
【摘要】: 现代工业正在向着高速、高温、高压的方向发展,疲劳问题严重威胁着现代工业设备的安全。据统计,在各类零部件的失效中,约有80%是疲劳破坏引起的,由于这些设备长期在高温、高压及交变载荷条件下工作,因此,其破坏不仅与材料的疲劳性能有关,同时与材料的蠕变性能有关,而材料在这种蠕变和疲劳复合作用下的性能,不单取决于材料的蠕变性能或疲劳性能,也决定于蠕变与疲劳的交互作用,蠕变和疲劳交互作用所造成的损伤,将成为限制此类设备使用寿命的重要因素,因此,有必要对这类设备所用材料进行高温低周疲劳及蠕变—疲劳交互作用研究。另外,随着科学技术的飞速发展,从化工设备、动力机械、发电机设备、航空航天及核动力技术的发展需要,有关这方面的研究正方兴未艾,国内外学术界都在争先恐后的开展工作。这门学科已经成为宏观力学理论如弹性力学、塑性力学、蠕变力学、断裂力学、损伤力学等与金属微观结构学等综合为一体的新兴学科,尤其是多维应力状态下影响的因素更多,更复杂,而且有许多现象用单维应力状态下理论是无法解释的。因此,对高温低周疲劳及蠕变—疲劳交互作用的研究无论从理论上还是工程实际中都有重要意义。 本文采用无预裂纹和带预裂纹环状缺口圆柱形试样,进行了石化临氢设备常用材料2.25Cr-1Mo多维应力状态下不同缺口形式的高温低周疲劳总寿命试验及裂纹扩展寿命试验,并利用有限元程序对试样缺口周围及裂纹尖端附近进行了轴对称多维应力状态下的应力、应变场分析,得到了试样危险点处各应力、应变分量及当量应力、应变,根据Von Mises当量理论,求出了试样危险点的当量应力范围Δ(?)、当量塑性应变范围Δ(?)_p、当量蠕变应变范围Δ(?)_c及当量应变范围Δ(?),基于当量准则这一理论,研究了采用当量塑性应变范围Δ(?)_p、当量蠕变应变范围Δ(?)_c和当量应变范围Δ(?),来评价材料在400℃、0.2%sec~(-1)应变速率、不同缺口形式下的高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命的可行性、缺口形式对疲劳寿命(疲劳总寿命和裂纹扩展寿命)的影响以及蠕变—疲劳交互作用对高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命的影响,最后利用最小二乘回归方法,得到了该材料高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命评价方程。 多维应力状态下高温低周疲劳寿命(疲劳总寿命和裂纹扩展寿命)试验研究表明:采用当量塑性应变范围Δ(?)_p、当量蠕变应变范围Δ(?)_c和当量应变范围Δ(?)进行多维应力状态高温低周疲劳总寿命及裂纹扩展寿命评价是可行的,且不存在缺口依存性。利用以下的无缺口依存性的疲劳总寿命评价方程,可对该材料进行任意缺口形式多维应力状态下的疲劳总寿命预测,因而,具有重要的工程实际应用价值。 Δ(?)_p·N_f~(0.6094)=99.653 多维应力状态高温低周疲劳寿命及蠕变一疲劳交互作用探讨 A瓦·N;月,“二0 .0003 △云·N早J,”=53·828 利用以下的无缺口依存性的疲劳裂纹扩展寿命评价方程,可对该材料进行任 意缺口形式多维应力状态下的疲劳裂纹扩展寿命预测。 △弓·N里月,,’== 98.386 A瓦·N且,‘,,=0 .0001 A万·N公4,”=9 1 .739 多维应力状态下蠕变一疲劳交互作用对疲劳寿命(疲劳总寿命和裂纹扩展寿 命)影响的研究,表明:该材料无保持周期应变控制的疲劳总寿命和裂纹扩展寿命 可用其疲劳成分、蠕变成分和蠕变一疲劳交互作用成分三者的非线性组合来表征, 即整个试样的失效过程中存在着蠕变一疲劳交互作用,且其蠕变和疲劳之间是正 交互作用。由于这种蠕变一疲劳正交互作用的存在导致了试样或构件的疲劳总寿 命和裂纹扩展寿命的降低。最后,利用Mat lab对试验结果进行非线性多元回归, 得到了用疲劳成分、蠕变成分和蠕变一疲劳交互成分表征的疲劳总寿命方程,定 量的表征了该材料疲劳总寿命和裂纹扩展寿命的蠕变一疲劳交互作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 金问鲁;预应力混凝土蠕变及收缩应力损失的应用计算方法[J];土木工程学报;1965年02期
2 黄大廷;斜坡岩体的重力蠕变[J];水力发电;1983年10期
3 田野,徐平;用岩体蠕变数据计算Lyapunov指数[J];长江科学院院报;1994年02期
4 张蕾蕾,陈达,林栋梁;TiAl金属间化合物研究现状及发展趋势[J];材料开发与应用;1995年05期
5 孙奇涵;岩石试件蠕变过程的反馈特性研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年05期
6 王刚,郭茂林,程靳;航空发动机涡轮盘低周疲劳与蠕变寿命分析[J];哈尔滨工业大学学报;2000年05期
7 李全通,景小宁,吕文林;基于人工神经网络的涡轮盘蠕变可靠性分析方法[J];航空动力学报;2003年02期
8 姜云鹏,岳珠峰,王心美,王亚芳;金属基复合材料的蠕变力学研究进展[J];燃气涡轮试验与研究;2003年02期
9 李之达,张通,黄豪;PMMA一维蠕变的实验研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2004年01期
10 朱晗迓,尚岳全,陆锡铭,汪会帮;锚索预应力长期损失与坡体蠕变耦合分析[J];岩土工程学报;2005年04期
11 孙忠孝;汽轮机转子钢疲劳—蠕变交互作用[J];汽轮机技术;1990年01期
12 杨春和,白世伟,吴益民;应力水平及加载路径对盐岩时效的影响[J];岩石力学与工程学报;2000年03期
13 李军世,林咏梅;上海淤泥质粉质粘土的Singh-Mitchell蠕变模型[J];岩土力学;2000年04期
14 朱合华,叶斌;饱水状态下隧道围岩蠕变力学性质的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2002年12期
15 闵召辉,王晓,黄卫;环氧沥青混凝土的蠕变特性试验研究[J];公路交通科技;2004年01期
16 轩福贞,涂善东,王正东;基于TDFAD的高温缺陷"三级"评定方法[J];中国电机工程学报;2004年12期
17 朱伯芳;蠕变引起的非均质结构应力重分布[J];建筑学报;1961年01期
18 金汉平;岩石变形的特性及其时间因素[J];力学学报;1976年04期
19 金汉平;岩石变形的特性及其时间因素(续)[J];力学学报;1977年01期
20 ;机械合金化粉末生产中的稳态蠕变行为[J];稀有金属材料与工程;1994年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔伟;孔繁荣;;锅炉过热器蛇形管蠕变爆破分析[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
2 来结合;张忠亭;罗居剑;雷承弟;;锦屏水电站绿片岩蠕变特性研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
3 罗迎社;周建平;胡云贵;;超硬铝合金Lc4蠕变核函数的实验求解[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
4 陈远坤;李明好;李运来;姚兆明;;涡北煤矿深厚表土层冻结压力实测研究[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集(上册)[C];2005年
5 王贵君;;流变性围岩-支护系统特性的模型试验研究[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年
6 王正;刘蔚;苑宇;何鑫;;蠕变—疲劳交互作用对高温低周疲劳寿命的影响[A];全国第八届热疲劳学术会议论文集[C];2004年
7 杨圣枫;杨新华;陈传尧;;利用格形模型模拟沥青混合料的流变行为[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年
8 朱明亮;轩福贞;;一种预测蠕变裂纹扩展的新参量[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
9 李丽华;王钊;;确定蠕变和铺设磨损复合折减系数方法的介绍[A];全国第六届土工合成材料学术会议论文集[C];2004年
10 马洪顺;张忠君;褚怀德;;玻璃离子水门汀黏弹性实验研究[A];第九届全国生物材料学术会议(CBMS-9)论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄明;含水泥质粉砂岩蠕变特性及其在软岩隧道稳定性分析中的应用研究[D];重庆大学;2010年
2 倪永中;电站高温材料棘轮—蠕变交互作用的本构模型研究[D];华北电力大学(北京);2010年
3 张姝;不同取向单晶镍基合金蠕变期间的组织演化与有限元分析[D];沈阳工业大学;2011年
4 李栋伟;深部冻结黏土蠕变损伤耦合本构模型及应用研究[D];安徽理工大学;2011年
5 毛雪平;超临界汽轮机转子材料特性的实验研究[D];华北电力大学(北京);2003年
6 于洪丹;Boom Clay渗流—应力耦合长期力学特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
7 刘钦;炭质页岩隧道软弱破碎围岩大变形机理与控制对策及其应用研究[D];山东大学;2011年
8 谢惠民;高温振幅型光栅和位相型光栅的研制及应用[D];清华大学;1992年
9 郑开云;Mg-Gd-Nd-Zr系高强耐热镁合金组织与性能研究[D];上海交通大学;2008年
10 马鸣龙;Mg-Y-MM-Zr合金组织及性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赫兵;多维应力状态高温低周疲劳寿命及蠕变——疲劳交互作用探讨[D];大连理工大学;2003年
2 陈玉新;小冲孔蠕变试验技术研究[D];南京工业大学;2004年
3 冒旭晖;重载作用下沥青蠕变特性对车辙的影响[D];南京理工大学;2004年
4 孙朋娟;试样几何引起的蠕变拘束效应及其定量化表征[D];华东理工大学;2011年
5 胡发亭;土工格栅长期蠕变行为研究及有限元分析[D];北京化工大学;2002年
6 卢宁宁;岩石非定常参数流变数值计算程序研制[D];北京交通大学;2010年
7 尤英俊;小冲孔试样高温蠕变损伤的有限元模拟[D];南京工业大学;2004年
8 李振宇;蠕变测试系统研究[D];广西大学;2004年
9 胡晓慧;土工格栅蠕变性能研究[D];北京化工大学;2001年
10 赖新芳;沙坡头坝基软岩的力学特性分析与蠕变过程数值模拟[D];西安理工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 薛 玫;超高强度的防“蠕变”纳米钢[N];大众科技报;2003年
2 ;铌在石油化工离心铸管中的应用[N];世界金属导报;2005年
3 陈晓亚;天管成功改进环形炉炉衬材料[N];中国冶金报;2003年
4 钟题;环境蠕变(一)[N];中国气象报;2003年
5 何伯阳娄景波;塔河油田秋南1井再克难关[N];中国石化报;2007年
6 李治潍;“可持续性”的项目——实现纤维包装最优化[N];中国包装报;2006年
7 陈茂樑 余宁宁;人工髋关节置换后两年磨损最严重[N];健康报;2006年
8 ;软件开发 不可能完成的任务?[N];计算机世界;2002年
9 廖建国;火力发电锅炉用耐热管的开发及今后课题[N];世界金属导报;2003年
10 廖建国;抗高温强度和耐晶间腐蚀性奥氏体系不锈钢锅炉用钢管的开发[N];世界金属导报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978