循環(huán)蠕變作用下材料壽命估算方法研究.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)中,許多機械和設(shè)備的構(gòu)件都是在高溫條件下工作的,這些構(gòu)件往往既承受著高溫蠕變作用,同時還承受著循環(huán)荷載作用,這兩種作用不只單獨對材料構(gòu)成損傷,其交互作用也會對材料的壽命產(chǎn)生影響。而這些構(gòu)件一旦破壞,會造成重大的財產(chǎn)損失和人員傷亡,其安全性特別需要人們重視。因此,對該類材料在高溫循環(huán)蠕變作用下壽命估算方法的研究具有重要的意義。
　　 本文通過對P91鋼循環(huán)蠕變試驗結(jié)果的分析研究以及對不同材料循環(huán)蠕變破壞斷口的微觀觀察,從

2、宏微觀兩個角度揭示了該損傷演化過程,即循環(huán)蠕變材料承受著蠕變損傷、疲勞損傷及其交互作用損傷的共同作用。根據(jù)材料循環(huán)蠕變的微觀變化機理,在線性累積損傷法的基礎(chǔ)上,提出新的“損傷”概念,彌補了應(yīng)用現(xiàn)行“損傷”概念求解循環(huán)蠕變問題時邊界條件與工程實際不相符合的缺陷,實現(xiàn)了三種損傷作用的疊加；利用“應(yīng)變回復(fù)理論”和“金相學(xué)理論”對材料交互損傷的微觀解釋,定義了交互損傷項,賦予了交互損傷項新的內(nèi)涵及求解方法,提出了一種循環(huán)蠕變壽命估算模型:

3、>　　 DC+Dcf+Df=1
　　 發(fā)揮了灰色數(shù)學(xué)理論在處理“行為信息不完全、運行機制不清楚這類系統(tǒng)”的優(yōu)越性,將其應(yīng)用到壽命預(yù)測當(dāng)中,在循環(huán)蠕變作用機制復(fù)雜且試驗數(shù)據(jù)較少的情況下,保證了模型預(yù)測的精度。
　　 應(yīng)用該模型估算了P91鋼、12CrlMoV鋼及316L不銹鋼在循環(huán)蠕變作用下的壽命,并與試驗值及其他模型的計算值進(jìn)行了對比,結(jié)果顯示應(yīng)用本方法預(yù)測不同保載時間下構(gòu)件的循環(huán)蠕變壽命精度較高,模型形式簡單、計算所