P91钢蠕变—疲劳交互作用损伤模型及寿命评估.

P91钢蠕变—疲劳交互作用损伤模型及寿命评估
随着现代工业的迅速发展,对于在高温条件下工作的设备,为了保证其
安全性和可靠性,必须考虑蠕变、疲劳及其交互作用对材料寿命的影响。

因此,
蠕变/疲劳交互作用下的寿命预测方法对高温部件的设计要求、合理选材以及安全性评估等都具有非常重要的作用。

本文对新型耐热钢P91钢的蠕变、疲劳及
其交互作用试验结果进行了分析研究,发现在交互作用下的疲劳寿命比纯疲劳下的寿命值降低了,而蠕变寿命却比纯蠕变下的寿命值提高了。

证明在交互作用下蠕变损伤和疲劳损伤的相互影响并非都是促进和加速作用,有时也表现出抑制的作用。

采用细观损伤力学的分析方法,当材料受损变形产生微空洞和微裂纹时,
一部分微空洞在循环加载过程中产生拉伸变形逐渐变得细长,最终转化成微裂纹,即每一循环过程中都有一部分蠕变损伤产生的微空洞被消耗掉,转化成了疲劳损伤的微裂纹形式。

因此,在这种交互作用的影响下蠕变损伤被抑制,蠕变寿命得
到了提高,而疲劳损伤得到了促进,疲劳寿命值降低。

本文在研究线性损伤累积
法及其修正方法中,将蠕变损伤指数和疲劳损伤指数引用到蠕变/疲劳交互作用
损伤模型中。

提出了交互作用影响量的概念,根据材料特点定义该影响量为一次循环过程中循环加载对蠕变应变的影响(抑制或促进)量。

引入疲劳等效应力作
为疲劳损伤模型的控制参量.建立了以蠕变损伤指数和疲劳损伤指数为基础的蠕变/疲劳交互作用寿命预测模型。

应用该模型预测P91钢蠕变/疲劳交互作用下
的寿命值,并与试验值及其他模型的计算值对比。

最后应用本文的方法对应变控制模式下的2.25Cr-1Mo钢进行寿命预测。

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