不同温度下1Cr18Ni9Ti钢高温疲劳与蠕变的交互作用

为研究不同温度下高温疲劳与蠕变的交互作用,分别在600,625,650,675,700℃下对1Cr18Ni9Ti钢进行静态蠕变试验和高温疲劳-蠕变试验,得到了蠕变寿命和高温疲劳-蠕变寿命,并用数值模拟计算得到了不同温度下的高温疲劳寿命;之后,综合上述数据计算出了蠕变损伤和高温疲劳损伤,再结合带交互作用系数的寿命预测公式得到了不同温度下高温疲劳和蠕变的交互作用系数,最后研究了温度对交互作用系数的影响。结果表明:温度低于625℃时,交互作用系数为负数;温度高于625℃时,交互作用系数为正数;随着温度升高,交互作用曲线向蠕变损伤方向弯曲。     

疲劳-蠕变交互作用下挤压筒设计理论及寿命预测模型

大型挤压筒长期在高温下承受循环高压的作用,疲劳-蠕变交互作用引起的筒体变形、开裂已成为挤压筒失效的主因,严重影响了挤压产品的生产效率和成本。着重研究疲劳-蠕变交互作用下的挤压筒服役寿命计算方法,通过对挤压过程下的复杂载荷边界条件建模,引入DDM方法分析多层挤压筒应力分布,并在此基础上通过试验获取挤压筒材料H13在服役温度下的疲劳和蠕变本构模型,通过逐步迭代计算疲劳、蠕变损伤与应力分布的演变,预测损伤累积到达临界值。提出的挤压筒疲劳蠕变寿命预测理论可为大型挤压筒设计提供新的准则,也可指导维修挤压筒修正各层筒间的过盈量和控制挤压生产工艺设计,以延长挤压筒整体的使用寿命。     

基于蠕变疲劳损伤评定的管板边缘结构合理化研究

为满足电网调度需求,光热电站熔盐蒸发器需要频繁启停,并且熔盐温度较高,蒸发器长期在钢材蠕变温度之上运行,高温疲劳和蠕变的交互作用决定了蒸发器的服役寿命。管板作为蒸发器的核心部件,其结构会影响管板的蠕变和疲劳损伤。基于有限元分析,根据ASMEⅢ-5 HBB非强制性附录,对熔盐蒸发器管板进行高温蠕变疲劳损伤评定,着重研究GB/T 151—2014推荐的管板与壳体连接形式对管板蠕变疲劳损伤评定的影响。结果表明,对于GB/T 151—2014推荐的管板沟槽或圆角过渡边缘结构,由于圆弧半径过小,管板与壳体连接处的峰值应力大,管板难以通过蠕变疲劳损伤评定;增大圆角半径可以有效降低圆角处的应力集中,管板容易通过蠕变疲劳损伤评定;对于本研究的熔盐蒸发器管板,高温蠕变损伤大于疲劳损伤。     

四代核电高温部件结构分析设计方法

四代核电装备需要在高温、长寿期、载荷复杂等极端条件下服役,产品设计中需要兼顾蠕变、疲劳、蠕变-疲劳交互作用等影响。通过分析英国的R5规程、法国的RCC-MR、美国的ASME-NH,阐述高温部件结构分析设计方法,为核电高温部件设计提供参考。     

基于ASME规范案例2843的加氢反应器蠕变-疲劳强度分析与考核

对ASME规范案例2843进行较为具体的解读,并在蠕变和疲劳交互作用下,结合高温加氢反应器的实例进行了说明。该蠕变-疲劳分析的过程包括应力强度校核、忽略蠕变影响的判定、应变和变形校核、蠕变分析、疲劳分析和蠕变-疲劳交互曲线验证。与ASME规范案例2605-2相比,ASME规范案例2843所适用的材料更广泛,对应的温度范围和最大服役寿命也更明确。得到的结论是:蠕变损伤的破坏大于疲劳损伤,工程实际应更多关注蠕变损伤,进行足够的结构加强,减小蠕变失效。     

金属蠕变-疲劳交互作用

本文简要介绍金属蠕变疲劳交互作用的研究现状及其在设计选材中的重要性。并就蠕变-疲劳复合损伤的形成及主要影响因素、试验方法,蠕变疲劳条件下寿命预测及裂纹扩展等进行初步探讨。对九种常用金属材料的蠕变疲劳交互作用试验结果作了分析,并对今后工作提出几点看法。     

高温多轴疲劳损伤与寿命预测研究进展

介绍国内外疲劳一蠕变交互作用研究的一些进展，其中包括微观裂纹萌生及扩展机理的研究、高温多轴疲劳一蠕变实验的发展。对四种具有代表性的疲劳一蠕变损伤累积模型及寿命预测方法，即线性损伤累积模型、损伤率法、延性耗竭法和过应力法进行较为详尽的描述，并对这几种方法在多轴领域的改进和推广进行重点介绍。     

复杂加载条件下压力容器典型用钢疲劳蠕变寿命预测方法

针对多轴应力状态,探讨压力容器典型用钢16MnR缺口试样的高温疲劳与循环蠕变交互作用行为,在延性耗竭理论和损伤力学基础上,建立一种半寿命平均位移速率寿命预测模型,采用该方法对不同缺口半径试样的高温疲劳寿命进行了较好的预测.针对多级加载条件,研究316L钢的循环变形行为,探讨疲劳蠕变与动态应变时效之间的耦合作用,在延性耗竭理论基础上,建立非线性损伤演化模型,考虑多级加载时的载荷历程效应,提出一种新的损伤累积准则,采用该方法对二级加载条件下的疲劳蠕变寿命进行了较好的预测.     

核电管材奥氏体不锈钢热机械疲劳行为研究进展

对过去50年发表的核电管材奥氏体不锈钢热机械疲劳行为研究的文献进行综述.首先对热机械疲劳测试概念的准确定义进行阐述,并对国内外主要的热机械疲劳测试方法标准化的历程进行了系统回顾.对热机械疲劳加载下奥氏体不锈钢循环力学响应的非对称性特征进行描述.对高温疲劳加载下奥氏体不锈钢的主要变形及损伤机理,动态应变时效、氧化和蠕变的典型表现形式、微观作用机理及其与疲劳损伤的交互作用进行了详细分析.依据温度循环的最高值与材料蠕变损伤发生的临界温度间的关系,分别讨论了低温区和高温区内材料的热机械疲劳寿命行为.低温区内材料的主导失效机理是纯疲劳或氧化-疲劳交互作用,高温区内蠕变-氧化-疲劳三者间的复杂交互作用决定了材料的疲劳寿命行为.在归纳总结的基础上,对核电管材奥氏体不锈钢的热机械疲劳研究提出了几点展望.     

高温过热水蒸气环境蠕变疲劳试验机

本文论述了高温过热水蒸气环境蠕变疲劳试验机的设计原理及结构,介绍了设备的主要功能及特点。该设备主要用于金属材料在服役的高温过热水蒸气环境下的蠕变疲劳试验。