收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

试样几何引起的蠕变拘束效应及其定量化表征

孙朋娟  
【摘要】:本文运用有限元方法(FEM)系统研究了高温蠕变条件下CT试样几何引起的裂纹尖端的拘束效应。以FEM计算的高拘束CT试样(a/W=0.5)的应力场为参考场定义了蠕变拘束参数R,用R对蠕变裂尖拘束效应进行了定量化的表征与分析研究,总结出了试样几何,载荷水平和蠕变时间对蠕变拘束效应的影响规律。论文的主要研究结果如下: (1)CT试样几何(包括不同裂纹深度、试样厚度和试样高度)引起的蠕变拘束效应可以用蠕变拘束参数R来表征和分析。外加载荷水平越高,试样几何引起的蠕变拘束效应越明显。在蠕变的早期阶段,几何引起的蠕变裂尖拘束随蠕变时间变化较大,随着时间越趋近于稳态蠕变阶段,拘束逐渐趋于平稳,基本不随时间发生变化。 (2)试样厚度和高度一定时,裂纹深度a/W=0.35-0.5的CT试样具有最大的蠕变拘束,非稳态蠕变时裂纹深度引起的拘束效应比稳态蠕变时明显。对于高度W较大的大尺寸试样,由于裂纹深度不同而引起的蠕变裂尖应力场之间的差异不大,这时可以忽略由于裂纹深度不同而引起的裂纹尖端拘束效应。裂纹尖端的拘束也随试样厚度的增加而增大。三维试样的拘束介于平面应变和平面应力两种极限情况之间。在三维试样的中心面处存在着高拘束区域,该区域的尺寸随试样厚度的增加而增大,却随蠕变时间和载荷水平而逐渐减小。 (3)用含损伤模型的FEM方法研究了CT试样裂尖拘束对蠕变裂纹起裂时间和蠕变断裂韧性的影响。发现蠕变裂纹起裂时间具有随拘束水平的增加而降低的趋势。拘束R对蠕变脆性材料的蠕变断裂韧性值Kmatc基本没有影响;而蠕变延性材料的Kmatc随拘束参数R的增加而降低。 (4)用含孔洞的FE模型研究了蠕变断裂过程区的尺寸对裂纹深度引起的裂尖拘束效应的影响。结果表明,高拘束的深裂纹试样的损伤大于低拘束浅裂纹试样。若试样的蠕变裂纹起裂发生在稳态蠕变之后,则蠕变断裂过程区尺寸越小,裂纹深度引起的拘束效应越明显。 上述结果为建立拘束相关的高温含缺陷结构的寿命预测和安全评定方法奠定基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李永盛;单轴压缩条件下四种岩石的蠕变和松弛试验研究[J];岩石力学与工程学报;1995年01期
2 王福成;耐火陶瓷材料的高温蠕变——动力学及试验条件的影响[J];国外耐火材料;1995年04期
3 范秋雁;软岩流变地压控制原理[J];中国矿业;1996年04期
4 杜晓东;锆对输电铝合金蠕变行为的影响[J];机械工程材料;1997年05期
5 李久林,梁新邦;GB/T2039—1997金属拉伸蠕变及持久试验方法国家标准编制说明[J];冶金标准化与质量;1998年03期
6 翟俊霞,涂善东;高温下焊接结构完整性评定的方法(Ⅱ)—R5卷7《同种钢焊接的特性》简介[J];压力容器;2000年02期
7 ;文摘[J];钢管;2002年03期
8 陈晓平,白世伟;软土蠕变-固结特性及计算模型研究[J];岩石力学与工程学报;2003年05期
9 洪鹤,田素贵,郭华,徐永波,胡壮麒;AZ 31镁合金高温蠕变特征及组织演化[J];沈阳工业大学学报;2003年01期
10 杨慧娴,刘迪,李荣勋,刘光烨;HDPE蠕变行为的研究[J];塑料;2004年04期
11 祝群喜,关华;铌对镍基合金蠕变性能的影响[J];物理测试;2005年03期
12 李国成;王保兴;王为良;姜娜;;2.25Cr-1Mo钢热疲劳裂纹扩展特性数值模拟分析[J];热加工工艺;2010年20期
13 谢锡善,徐志超,许经峰,朱金元;两种铁基和镍基高温合金在复杂应力条件下的蠕变及断裂[J];北京科技大学学报;1985年04期
14 王荣,田长生;GH33A疲劳/蠕变交互作用下裂纹扩展特性研究[J];航空学报;1987年10期
15 鹿振友,孙立谔;蠕变经历对落叶松材静强度影响[J];北京林业大学学报;1990年04期
16 孔庆平;内耗方法在研究蠕变和蠕变断裂中的应用[J];物理;1993年04期
17 杨淑碧,徐进,董孝璧;红层地区砂泥岩互层状斜坡岩体流变特性研究[J];地质灾害与环境保护;1996年02期
18 孙继跃,陈国良,王迪;以热激活为基础的蠕变曲线本构方程[J];钢铁研究学报;1998年01期
19 张振祺,洪权,杨冠军,罗国珍;Ti600高温钛合金蠕变前后的组织变化[J];材料工程;2000年10期
20 魏楠,金尧,孙训方;两级蠕变下损伤演变及寿命估算[J];材料工程;2000年11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 富东慧;侯振德;秦庆华;卢晨霞;;骨裂纹尖端压电研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 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
7 李范春;;动态扩展裂纹尖端粘塑性场的研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
8 钟红刚;钟红刚;钱民全;钱民全;;显微骨折裂纹尖端微纤维桥接与载荷挠度曲线后坡相关研究[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年
9 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
10 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
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 折勇;直角域中圆形夹杂与裂纹反平面动力的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 郭宝科;移动载荷作用下层状介质中裂纹的动态响应问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 郭宝科;移动载荷作用下层状介质中裂纹的动态响应问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 刘艳萍;焊接桥梁钢疲劳裂纹扩展行为研究[D];华中科技大学;2010年
7 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
8 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
9 王裕;硼化锆基超高温陶瓷材料的组织结构及热冲击性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 王裕;硼化锆基超高温陶瓷材料的组织结构及热冲击性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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 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
5 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
6 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
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