時(shí)間相關(guān)的斷裂理論及應(yīng)用課件(編輯修改稿)
2025-03-28 20:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 展歷程 現(xiàn)有蠕變疲勞主要預(yù)測方法 ? Ductility exhaustion approach Strain sensitive materials Linear damage summation ? Definition of “creep ductility” True rupture strain Reduction of area Rupture elongation 39 Time fraction method assumption: two damage processes are independent: Creep Damage is an internal process dominated by cavitations at grain boundaries Fatigue process is a surface phenomenon ?? tdtfractiontime? ?? ?? ?? ???????htttTFseqcpeqfhc RAN012???? ? ?標(biāo)準(zhǔn)中的簡化處理觃則 40 多軸應(yīng)力的影響 2023/3/29 41 應(yīng)力狀態(tài)對變形的影響 Nuclear Engineering and Design, 2023, 237: 1969 0 . 0 0 0 . 4 0 0 . 8 0 1 . 2 0M i s e s e q u i v a l e n t s t r a i n ( % )02 0 04 0 06 0 08 0 0Mises equivalent stress (MPa)U n i a x i a l c y c l eP r o p o r t i o n a l c y c l eT o r s i o n a l c y c l eU n i a x i a l t e n s i o nC i r c u l a r c y c l e產(chǎn)生同樣變形所需應(yīng)力更大 ?? 多軸應(yīng)力的影響 2023/3/29 42 margin εdes Design life margin 基于分析（ FE）的蠕變強(qiáng)度設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)幾何與載荷參數(shù)（溫度、壓力） 材料行為如Norton Balley方程 nmAt???, , ( )A n m f T?FE 蠕變分析 蠕變強(qiáng)度校核 危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力 ≤ 蠕變破斷強(qiáng)度 危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)變 ≤ 蠕變破斷韌度 核心問題 本構(gòu)關(guān)系和材料參數(shù) 核心問題 失效判據(jù) 高溫結(jié)構(gòu)的蠕變斷裂理論 44 蠕變裂紋擴(kuò)展 45 高溫下 裂紋擴(kuò)展額特征 裂尖蠕變區(qū)域及應(yīng)力場 蠕變區(qū) 蠕變區(qū) 蠕變區(qū) （ b）瞬態(tài) 蠕變 c） 穩(wěn)態(tài)蠕變 （ a）小范圍蠕變 蠕變裂尖應(yīng)力場 ),(~)1/(1000 nrICijnnij ?????????????????? ),(~)1/(1000 nrICijnnij ??????????????????? nnI n )( 2/1 ???nnI n)( 2/1 ???平面應(yīng)變 平面應(yīng)力 Goldman和 Hutchinson指出，在按冪指數(shù)硬化的對速率不敏感材料中，最后得到的方程與控制漸進(jìn)特性的方程具有相同的形式，即應(yīng)變與應(yīng)力的奇異性是 HRR型的，相應(yīng)的漸進(jìn)場可寫為 裂 尖強(qiáng)度 因子隨時(shí) 間的變化 ?2a x y o ??C*的定義 ?? ?? ?????? ?????? ???? dsxuTdyWC iiS ??SW cijijS dcij??? ????? 0 cijijSnn ?? ?1???式中 為應(yīng)變能速率的密度 對服從 Norton律的材料： r??iyx穩(wěn)態(tài)蠕變下 C*與路徑無關(guān) 蠕變裂紋行為 ? Goldman和 Hutchinson指出，在按冪指數(shù)硬化的對速率不敏感材料中，最后得到的方程與控制漸進(jìn)特性的方程具有相同的形式，即應(yīng)變與應(yīng)力的奇異性是 HRR型的，相應(yīng)的漸進(jìn)場可寫為 ? ? ? ? ? ????ijnnij rBItC ~11 ????????? ? ? ? ? ? ? ????? ijnnnij rBItC ~1????????C(t)的定義 ? ? dsxunnn ntC ijijijij 10 1? ?? ????????????? ???注意：隨著時(shí)間的增加，裂尖的小范圍蠕變也逐漸演變成大范圍蠕變， C(t)即等同于 C*并與積分路徑無關(guān)。 ij??小范圍蠕變時(shí)裂尖的應(yīng)力應(yīng)變場 ),(~)()1/(1000 nrItCijnnij ????????????????? ),(~)()1/(1000 nrItCijnnij ???????????????????定義裂尖蠕變區(qū)域的尺寸： (?)HRR = (?)elastic 蠕變區(qū)域的尺寸為 1200112)(2),(),(?????????????????? nnnnncc tCIKntr?????? ?C(t)的另一表示 在平面應(yīng)變條件下 EtnKtC)1()1()( 22??? ?從小范圍蠕變向大范圍蠕變的過渡時(shí)間可以表示為 ????ST ECnKt)1()1( 22 ?小范圍蠕變下的 Ct ? ?FFBWVPC cssct?? ?? ?WaddFF/??載荷 蠕變位移率 試樣厚度 試樣半寬度 F是 ?和 n的函數(shù)，具體變化如圖（ Riedel and Rice, 1980） 大范圍蠕變下的 Ct ???????? ????? 11*
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