P92鋼缺口試樣蠕變損傷機理及彈塑性-蠕變模型的研究.pdf

1、蠕變事故的發(fā)生除了與材料本身特性相關之外，還會隨著機組參數(shù)的增加而加劇。研究過程中，蠕變壽命及斷裂位置將成為較有價值的研究內容。目前，通過實驗研究和有限元分析建模研究這兩種方法研究多軸蠕變現(xiàn)象成為了國內外工作者的首選。前者產(chǎn)生的實驗結果可以得到定性結論，卻很難由單一實驗得到的結論推廣到不同試樣上。后者需應用同環(huán)境條件下的單軸蠕變實驗數(shù)據(jù)，和缺口試樣同分析條件下的數(shù)據(jù)做參數(shù)擬合。擬合完參數(shù)后，需先經(jīng)歷極短時間的彈性過程，再經(jīng)歷長時間蠕變過

2、程，故稱彈性-蠕變模型。但是，彈性-蠕變模型的擬合結論不完全對應實驗結論，這需要對此模型提出修改。
　　本文建立多軸條件下的彈塑性-蠕變模型，首先探討不同缺口形狀下模型應用條件。接下來分別應用彈性-蠕變模型和彈塑性-蠕變模型對多軸應力狀態(tài)下蠕變過程進行模擬。重點研究兩種模型下?lián)p傷分布特點并從相應應力分布找原因。同時通過模擬分析不同屈服極限及應力系數(shù)對損傷分布及蠕變壽命影響。最后，借助于實驗找到最大損傷位置，一方面探求蠕變斷裂機理，

3、另一方面根據(jù)斷口橫截面微觀及硬度相關現(xiàn)象探究損傷分布，從而對模擬結論進行驗證。
　　結果表明:多軸應力狀態(tài)下P92鋼材料，在高溫高應力下，初始彈性階段易達到材料屈服極限，從而產(chǎn)生塑性變形。因此彈塑性-蠕變模型較彈性蠕變模型更符合實際模擬環(huán)境。應用彈塑性-蠕變模型分析后，試樣壽命降低且隨著缺口半徑的增加，最大損傷位置由根部逐漸向最小截面中心區(qū)域移動。是因為，塑性產(chǎn)生改變了缺口各橫截面的應力重分布數(shù)值和時間，總體表現(xiàn)為削弱缺口根部區(qū)域