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浙江大学博士学位论文典型压力容器用钢中高温环境低周疲劳和疲劳-蠕变交互作用的行为及寿命评估技术研究姓名：陈凌申请学位级别：博士专业：化工过程机械指导教师：蒋家羚20070401典型压力容器用钢中高温环境低周疲劳和疲劳-蠕变交互作用的行为及寿命评估技术研究作者：陈凌学位授予单位：浙江大学相似文献(10条)1.会议论文陈凌.蒋家羚压力容器典型用钢316L中温低周疲劳研究通过对316L钢在中温环境下应力控制的低周疲劳试验,得到了若干有意义的试验结果,揭示和分析了316L钢中温环境下应力控制的低周疲劳行为,并从能量损耗的角度和连续损伤力学出发,提出了一个新的低周疲劳寿命预测模型和一个新的低周疲劳损伤模型.研究表明,上述两种模型与试验结果符合较好.2.期刊论文江慧丰.陈学东.范志超.董杰.姜恒.陆守香.JIANGHuifeng.CHENXuedong.FANZhichao.DONGJie.JIANGHeng.LUShouxiang动态应变时效对316L不锈钢疲劳蠕变行为的影响-金属学报2009,45(3)对热轧态和动态应变时效预变形态的316L奥氏体不锈钢进行了550℃下不同加载水平的疲劳蠕变实验.与热轧态相比,在应力控制的疲劳蠕变循环过程中,动态应变时效表现为位移的突然阶跃现象;动态应变时效预变形处理能有效地减小材料的循环应变幅度,提高材料的强度,推迟材料中出现位移阶跃现象的循环周次,延长材料的疲劳蠕变寿命.3.期刊论文范志超.陈学东.陈凌.蒋家羚.FANZhi-chao.CHENXue-dong.CHENLing.JIANGJia-ling1.25Cr0.5Mo钢疲劳蠕变及免于蠕变失效分析-浙江大学学报(工学版)2006,40(12)为对高温环境下CrMo钢设备的安全使用进行评估,提出了1.25Cr0.5Mo钢免于蠕变评定的判定条件.进行了1.25Cr0.5Mo钢540℃环境下应力控制的疲劳蠕变交互作用的试验,得到了材料的循环硬化特性曲线,并对不同应力幅和平均应力条件下非弹性应变、平均应变、非弹性应变能随循环周次的变化规律进行了研究,建立了第一类、第三类疲劳蠕变交互作用断裂特征图.研究结果发现,在应力幅略小于平均应力的条件下,材料产生疲劳蠕变交互作用,材料断裂寿命下降较快,材料断裂延性达到最低.当应力幅大于等于平均应力时,可忽略蠕变因素的影响,材料可免于蠕变评定.4.期刊论文范志超.陈学东.陈凌.蒋家羚.FANZhichao.CHENXuedong.CHENLing.JIANGJialing基于延性耗竭理论的疲劳蠕变寿命预测方法-金属学报2006,42(4)延性耗竭理论认为,高温疲劳和蠕变产生的材料流动可以用粘性流进行描述,失效判据为材料动粘性等于材料韧性,∑υd=Tm.本文在此基础上提出一种新的疲劳蠕变寿命预测方法,认为只有拉伸应力引起的塑性变形或蠕变变形才构成延性耗竭,并提出以拉伸应力达到(σmax-√σmaxσα)作为开始塑性变形的条件.该方法适用于应力控制模式,且能综合反映应力比、加载速率、拉伸保载时间和平均应变速率的影响.用该方法对1.25Cr0.5Mo钢540℃应力控制下的疲劳区、蠕变区及疲劳蠕变交互作用区的寿命进行预测,预测结果与实测结果吻合较好,精度明显优于频率修正法及应变能频率修正法.5.期刊论文范志超.陈学东.蒋家羚.FANZhiChao.CHENXueDong.JIANGJiaLing420℃下16MnR钢的寿命预测方法及疲劳设计曲线研究-机械强度2006,28(3)提出另一种循环总应变能密度疲劳寿命预测方法,根据不同的应力比,给出对疲劳损伤起作用的循环总应变能密度计算表达式.针对应力控制下的脉动循环试验,设计两种加载方式把循环蠕变对寿命的影响与疲劳的影响区别开,将循环蠕变损伤与疲劳损伤进行线性累积,得到16MnR钢420℃兼有疲劳、循环蠕变影响的寿命预测方法,预测结果与实测结果吻合良好.将循环蠕变对寿命的影响扣除在外,得到16MnR钢375℃～420℃之间的疲劳设计曲线,对JB4732-95疲劳设计曲线作有益的补充.6.期刊论文范志超.陈学东.蒋家羚.FanZhichao.ChenXuedong.JiangJialing16MnR钢循环蠕变-疲劳交互作用损伤力学模型-固体力学学报2006,27(1)应力控制模式下出现的循环蠕变现象,将和疲劳一起加速材料的损伤.在进行损伤评估的时候,需兼顾循环蠕变和疲劳的影响.在循环蠕变本构模型、延性耗散理论的基础上,建立循环蠕变疲劳交互作用损伤力学模型.进行16MnR钢420℃下应力控制的脉动循环试验,选取一种新的损伤参量等效模量来描述循环蠕变和疲劳的综合作用,得到16MnR钢420℃脉动循环时循环蠕变疲劳交互作用下的损伤演化估算表达式和寿命预测方法.通过试验验证,寿命预测结果与试验结果吻合较好.7.期刊论文范志超.蒋家羚.陈学东.FANZhi-chao.JIANGJia-ling.CHENXue-dong16MnR钢疲劳与循环蠕变交互作用损伤力学模型-浙江大学学报（工学版）2006,40(2)为了对疲劳与循环蠕变交互作用下的损伤进行定量描述,采用一种新的损伤参量等效模量来定义损伤变量,提出了一种损伤力学模型,该模型能够综合体现最大应力和温度的影响.通过16MnR钢在中温应力控制条件下的脉动循环试验,测出在相同温度、不同最大应力以及相同最大应力、不同温度下的损伤变量变化规律.在适当假设的基础上,得到16MnR钢在不同最大应力、不同温度下的疲劳与循环蠕变交互作用的损伤表达式.结果表明,该损伤参量及损伤模型适用于描述在疲劳与循环蠕变交互作用下的损伤进程.8.会议论文刘晓冬.于永才.任裕祖含有严重几何缺陷的1000m'3碳四球罐安全分析1997采用ＡＤＩＮＡ程序对１０００ｍ〈’３〉钢制球罐组焊及热校形过程中产生的环缝局部错边、堆焊过渡及严重凹陷等几何缺陷区应力分布进行了有限元计算。并对缺陷区应力和残余应力分布进行实测。应用压力容器应力控制条件加以评定。通过热模拟试验评价热校形对球壳材质的影响。9.学位论文范志超压力容器典型用钢1.25Cr0.5Mo钢高温环境下疲劳蠕变交互作用研究及免于蠕变失效判定条件2006随着我国石化工业的发展，压力容器越来越面临着高温、高压、超期服役等带来的威胁，一旦发生事故后果不堪设想。而疲劳、蠕变及其交互作用作为典型的失效模式，始终是各国学者研究的重点和难点。本文针对石化行业广泛使用的1.25CrO.5Mo钢，对其进行了大量的高温疲劳蠕变试验和断口分析，探讨影响疲劳蠕变行为及其寿命的主要因素，建立能反映疲劳损伤、蠕变损伤及疲劳蠕变交互作用损伤相互转换关系的四种断裂特征图，提出免于蠕变失效分析的判定条件，建立疲劳蠕变寿命预测方法和损伤评估方法。主要研究内容如下：通过温度、最大应力、应力幅、平均应力的不同组合试验，总结了这几种因素对材料疲劳、蠕变及其交互作用行为的影响规律，建立了四种疲劳蠕变断裂特征图，初步提出了免于蠕变失效分析的判定条件，发现影响循环寿命的主要是平均应变速率。对各种加载条件下的疲劳蠕变交互作用断口形貌进行扫描电境分析和能谱分析，研究应力幅、平均应力等因素对断口形貌的影响，对应力控制模式下疲劳区(F)、蠕变区(C)及疲劳蠕变交互作用区(FC)的断口形貌和断裂机理进行了详细讨论，找到了疲劳促进韧窝和蠕变孔洞长大、蠕变促进夹杂物或基体脱落的证据，从微观形貌上证实了当发生激烈的疲劳蠕变交互作用时材料寿命急剧下降的试验事实，同时也提供了把应力幅大于平均应力作为免于蠕变失效分析判定条件的微观依据。在充分认识疲劳、蠕变及其交互作用行为和主要影响因素的基础上，提出了三种疲劳蠕变寿命预测方法。一是从热力学基本定律出发，在能量法则的基础上提出了一种新的疲劳蠕变寿命预测模型，该模型具有一定的理论基础，推导严密，其寿命预测能力优于FS、SEFS方法；二是以半寿命处的平均应变速率作为控制参量，在损伤力学有效应力概念的基础上，推导出一种简单的寿命预测模型，该模型能将疲劳蠕变寿命与应力幅、平均应力、最大应力、温度之间的复杂关系转变为寿命与平均应变速率之间的简单线性关系，从而得到一条主曲线，其寿命预测更好；三是基于延性耗竭理论，提出一种疲劳蠕变寿命预测方法，该方法能用于应力控制模式，并能综合反映应力比、加载速率、拉伸保载时间和平均应变速率的影响，该方法寿命预测精度要明显高于其他方法。从损伤力学的角度出发，建立能综合反映最大应力、应力幅影响的疲劳、蠕变及其交互作用损伤力学模型，选取非弹性应变能密度的变化作为损伤参量进行损伤描述，得到了1.25CrO.5Mo钢不同温度、不同加载条件下损伤演化的统一表达式，为损伤力学在疲劳蠕变交互作用下的应用做了一些有益的探索。本文的创新点在于：(1)总结了温度、最大应力、应力幅、平均应力对1.25CrO.5Mo钢疲劳、蠕变及其交互作用行为的影响规律，建立了四种疲劳蠕变断裂特征图，提出了免于蠕变失效分析的判定条件；(2)对1.25CrO.5Mo钢应力控制模式下疲劳、蠕变及其交互作用下的断口形貌和断裂机理有了一定的认识，从微观形貌上证实了当发生激烈的疲劳蠕变交互作用时材料寿命急剧下降的试验事实，同时也提供了把应力幅大于平均应力作为免于蠕变失效分析判定条件的微观依据；(3)分别从热力学基本定律、损伤力学、延性耗竭理论出发，建立了三种新的应力控制模式疲劳蠕变寿命预测模型，这三种模型预测效果均较好，丰富了当前疲劳蠕变寿命预测的方法。(4)从损伤力学的角度出发，建立能综合反映温度、最大应力、应力幅影响的疲劳、蠕变及其交互作用损伤力学模型，选取非弹性应变能密度的变化作为损伤参量进行损伤描述，为损伤力学在疲劳蠕变交互作用下的应用做了有益的探索。10.会议论文范志超.陈学东.陈凌.蒋家羚1.25Cr0.5Mo钢的疲劳蠕变交互作用(Ⅰ)2006对1.25Cr0.5M0钢进行了一系列的高温疲劳蠕变试验,建立了540℃和520℃下第一、二类疲劳蠕变断裂特征图,研究了温度、应力幅和平均应力等因素对疲劳蠕变行为和寿命的影响.结果表明,在不同温度下断裂寿命对应力幅、平均应力的依赖关系基本一致.当应力幅大于平均应力时,循环蠕变是造成材料寿命快速下降的主要原因;当应力幅远小于平均应力时,静蠕变是材料寿命缓慢下降的主要原因;当应力幅略小于平均应力时,循环蠕变和静蠕变共同造成材料的延性耗竭,即发生了激烈的疲劳蠕变交互作用.在此基础上,提出了以应力幅大于等于平均应力作为材料免于蠕变失效评定的条件.另外,材料断裂寿命对温度、应力幅、平均应力的复杂依赖关系可以由第二类断裂特征图得到解释.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：9d4031e5-f8d1-4089-b145-9e17008e199e下载时间：2010年10月22日