多維應(yīng)力狀態(tài)高溫低周疲勞壽命及蠕變——疲勞交互作用探討.pdf

1、該文采用無預(yù)裂紋和帶預(yù)裂紋環(huán)狀缺口圓柱形試樣,進(jìn)行了石化臨氫設(shè)備常用材料2.25Cr-1Mo多維應(yīng)力狀態(tài)下不同缺口形式的高溫低周疲勞總壽命試驗(yàn)及裂紋擴(kuò)展壽命試驗(yàn),并利用有限元程序?qū)υ嚇尤笨谥車傲鸭y尖端附近進(jìn)行了軸對(duì)稱多維應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力、應(yīng)變場分析,得到了試樣危險(xiǎn)點(diǎn)處各應(yīng)力、應(yīng)變分量及當(dāng)量應(yīng)力、應(yīng)變,根據(jù)Von Mises當(dāng)量理論,求出了試樣危險(xiǎn)點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力范圍△<'->σ、當(dāng)量塑性應(yīng)變范圍△<'->ε<,p>、當(dāng)量蠕變應(yīng)變范圍△<'

2、->ε<,c>及當(dāng)量應(yīng)變范圍△<'->ε,基于當(dāng)量準(zhǔn)則這一理論,研究了采用當(dāng)量塑性應(yīng)變范圍△<'->ε<,p>、當(dāng)量蠕變應(yīng)變范圍△<'->ε<,c>和當(dāng)量應(yīng)變范圍△<'->ε,來評(píng)價(jià)材料在400℃、0.2﹪sec<'-1>應(yīng)變速率、不同缺口形式下的高溫低周疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命的可行性、缺口形式對(duì)疲勞壽命(疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命)的影響以及蠕變—疲勞交互作用對(duì)高溫低周疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命的影響,最后利用最小二乘回歸方法,得到了該

3、材料高溫低周疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命評(píng)價(jià)方程.多維應(yīng)力狀態(tài)下高溫低周疲勞壽命(疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命)試驗(yàn)研究表明:采用當(dāng)量塑性應(yīng)變范圍△<'->ε<,p>、當(dāng)量蠕變應(yīng)變范圍△<'->ε<,c>和當(dāng)量應(yīng)變范圍△<'->ε進(jìn)行多維應(yīng)力狀態(tài)高溫低周疲勞總壽命及裂紋擴(kuò)展壽命評(píng)價(jià)是可行的,且不存在缺口依存性.利用以下的無缺口依存性的疲勞總壽命評(píng)價(jià)方程,可對(duì)該材料進(jìn)行任意缺口形式多維應(yīng)力狀態(tài)下的疲勞總壽命預(yù)測,因而,具有重要的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.

4、多維應(yīng)力狀態(tài)下蠕變—疲勞交互作用對(duì)疲勞壽命(疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命)影響的研究表明:該材料無保持周期應(yīng)變控制的疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命可用其疲勞成分、蠕變成分和蠕變—疲勞交互作用成分三者的非線性組合來表征,即整個(gè)試樣的失效過程中存在著蠕變—疲勞交互作用,且其蠕變和疲勞之間是正交互作用.由于這種蠕變—疲勞正交互作用的存在導(dǎo)致了試樣或構(gòu)件的疲勞總壽命和裂紋擴(kuò)展壽命的降低.最后,利用Matlab對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行非線性多元回歸,得到了用疲勞成分