基于CPFEM的超臨界汽輪機轉子某精煉12Cr材料微觀力學分析.pdf

1、超臨界汽輪機轉子材料在高溫、高壓、高轉速的環(huán)境下工作，使得轉子容易產生不同程度的塑性變形而發(fā)生破壞。通過對超臨界汽輪機轉子材料微觀塑性變形機制進行研究，可以得到其在整個塑性變形過程中微觀組織性能的變化規(guī)律，一方面有利于對超臨界汽輪機轉子材料的損傷機理進行深入了解，另一方面將宏觀性能與微觀性能結合起來分析，將更有利于獲得精準預測超臨界汽輪機轉子材料疲勞壽命的評價方法。晶體塑性有限元方法（Crystal Plastic Finite Ele

2、ment Method，CPFEM）是將晶體塑性理論與有限元方法相結合的方法，它可以從材料變形的物理機制出發(fā)，比較準確地反映材料的微觀特性，目前不僅是材料領域的研究熱點，也是力學領域的研究熱點。
　　本文依托于晶體學和晶體塑性理論基礎，以超臨界汽輪機轉子某精煉12Cr材料為研究對象，采用考慮背應力的循環(huán)晶體塑性有限元模型，首先采用實際單軸拉伸試驗和晶體塑性有限元模擬試算相結合的方法確定模型參數(shù)。其次，綜合有限元模擬方法、晶體塑性理

3、論、多晶三維重建等現(xiàn)代化技術，從微觀尺度出發(fā)，根據(jù)多晶微觀結構的不同，研究了一小塊隨機取向分布的超臨界汽輪機轉子某精煉12Cr材料在單軸拉伸情況下的塑性變形行為。最后，分析了影響超臨界汽輪機轉子某精煉12Cr材料塑性變形的主要因素：晶粒數(shù)目、加載條件、溫度、加載應變率，研究表明：晶粒的數(shù)目的多少對超臨界汽輪機轉子材料變形后等效應力和真實應變的分布范圍的影響不大，但影響其分布的均勻性；超臨界汽輪機轉子材料單軸拉伸變形后的等效應力分布和真實