本文主要研究内容
作者蔡晓丹（2019）在《高铬钢材料高温复杂力学行为的理论研究》一文中研究指出：近年来,随着可再生能源产业的快速发展,传统发电机组的运行模式正在面临着重大变革。频繁的开启和关闭操作,使得超临界发电机组中的高铬钢构件承受了复杂的热力学载荷,由此可能导致构件中产生蠕变、低周疲劳、延性、氧化腐蚀等多种类型的损伤。各种损伤可能会同时出现,并发生交互作用,从而严重影响高铬钢构件的使用寿命。为了保证构件的安全运行,必须深入研究高铬钢在复杂载荷条件下的热力学行为及其损伤演化特性,从而构建出合理有效的本构模型,实现对高铬钢材料及其构件高温复杂力学行为的预测及剩余寿命评估。本文首先提出了一个三阶段蠕变本构模型,用于描述高铬钢材料在高温恒定载荷条件下的蠕变行为。其中,蠕变应变率在三个蠕变阶段的不同特征都在模型中进行了考虑。对于第二和第三蠕变阶段,模型中采用了两个Larson–Miller参数来预测材料的最小蠕变应变率以及平均蠕变断裂时间。第三蠕变阶段内材料蠕变速率的快速增长是通过引入一个蠕变损伤变量来描述。为了模拟初始蠕变阶段由于应变强化效应引起的蠕变速率的下降,模型中还引入一个与应变强化效应相关的内变量。模型中的材料参数可以通过拟合相关的实验数据得以确定。针对应变控制和应力控制的问题,本文分别设计了数值积分算法对模型的本构演化方程组进行了求解。该三阶段蠕变本构模型还被嵌入有限元软件中,从而实现了对高铬钢构件在真实加载条件下的整体蠕变行为的数值模拟。接下来,本文基于连续损伤力学理论和热力学基本原理,建立了一个统一的多机制连续损伤粘塑性理论模型,用于描述高铬钢材料在高温复杂载荷条件下的热力学行为。对于各向同性的损伤状态,模型中采用了一个标量型损伤变量来表示材料的退化效应,它是由蠕变损伤、低周疲劳损伤和延性损伤等三部分组成。在模型的建立过程中,本文首先提出了一些运动学假设并引入了有效应力的概念。基于具有适当本构形式的状态势函数,本文从热力学第二定律出发导出了模型的本构方程。进一步考虑最大耗散原理,可以构造一个拉格朗日泛函。模型中耗散型变量的演化方程可以通过求解拉格朗日泛函的最小值问题得到。由此即可建立起多机制连续损伤理论模型的本构发展方程组。对于各向异性的损伤状态,本文采用了一个二阶损伤张量,并介绍了相应的有效应力的表达式。模型的本构演化方程同样可采用热力学方法推导得到。为了实现模型的实际应用,本文提出了求解模型本构演化方程组的数值积分算法,并设计出了有效的材料参数确定方案。基于给定的材料参数,本模型可以模拟高铬钢材料在不同加载条件下的热力学响应,并对材料的损伤演化和剩余使用寿命进行预测。最后,本文提出了一个简化的疲劳-延性连续损伤理论模型,用于描述高铬钢材料在高应力水平下的复杂力学行为。该项工作的核心目标是通过参数优化来改进模型的预测精度。模型中材料参数的初值可根据相关实验数据进行确定。为了改进模型的预测精度,本文设计并开发了一个有效的材料参数优化程序,其中选取了高铬钢材料在单轴循环加载、单轴恒定加载和单轴加载-保载等实验中的响应数据作为优化目标。基于优化得到的材料参数,本模型可以精确模拟高铬钢材料在不同加载条件下的力学响应。特别地,本模型可以利用Chaboche型粘塑性本构方程对材料在高应力恒定加载条件下的最小应变速率和平均断裂时间进行预测。本文所介绍的研究成果可应用于高铬钢构件的安全设计及其在实际运行过程中的剩余寿命预测,具有重要的学术和工程应用价值。
Abstract
jin nian lai ,sui zhao ke zai sheng neng yuan chan ye de kuai su fa zhan ,chuan tong fa dian ji zu de yun hang mo shi zheng zai mian lin zhao chong da bian ge 。pin fan de kai qi he guan bi cao zuo ,shi de chao lin jie fa dian ji zu zhong de gao ge gang gou jian cheng shou le fu za de re li xue zai he ,you ci ke neng dao zhi gou jian zhong chan sheng ru bian 、di zhou pi lao 、yan xing 、yang hua fu shi deng duo chong lei xing de sun shang 。ge chong sun shang ke neng hui tong shi chu xian ,bing fa sheng jiao hu zuo yong ,cong er yan chong ying xiang gao ge gang gou jian de shi yong shou ming 。wei le bao zheng gou jian de an quan yun hang ,bi xu shen ru yan jiu gao ge gang zai fu za zai he tiao jian xia de re li xue hang wei ji ji sun shang yan hua te xing ,cong er gou jian chu ge li you xiao de ben gou mo xing ,shi xian dui gao ge gang cai liao ji ji gou jian gao wen fu za li xue hang wei de yu ce ji sheng yu shou ming ping gu 。ben wen shou xian di chu le yi ge san jie duan ru bian ben gou mo xing ,yong yu miao shu gao ge gang cai liao zai gao wen heng ding zai he tiao jian xia de ru bian hang wei 。ji zhong ,ru bian ying bian lv zai san ge ru bian jie duan de bu tong te zheng dou zai mo xing zhong jin hang le kao lv 。dui yu di er he di san ru bian jie duan ,mo xing zhong cai yong le liang ge Larson–Millercan shu lai yu ce cai liao de zui xiao ru bian ying bian lv yi ji ping jun ru bian duan lie shi jian 。di san ru bian jie duan nei cai liao ru bian su lv de kuai su zeng chang shi tong guo yin ru yi ge ru bian sun shang bian liang lai miao shu 。wei le mo ni chu shi ru bian jie duan you yu ying bian jiang hua xiao ying yin qi de ru bian su lv de xia jiang ,mo xing zhong hai yin ru yi ge yu ying bian jiang hua xiao ying xiang guan de nei bian liang 。mo xing zhong de cai liao can shu ke yi tong guo ni ge xiang guan de shi yan shu ju de yi que ding 。zhen dui ying bian kong zhi he ying li kong zhi de wen ti ,ben wen fen bie she ji le shu zhi ji fen suan fa dui mo xing de ben gou yan hua fang cheng zu jin hang le qiu jie 。gai san jie duan ru bian ben gou mo xing hai bei qian ru you xian yuan ruan jian zhong ,cong er shi xian le dui gao ge gang gou jian zai zhen shi jia zai tiao jian xia de zheng ti ru bian hang wei de shu zhi mo ni 。jie xia lai ,ben wen ji yu lian xu sun shang li xue li lun he re li xue ji ben yuan li ,jian li le yi ge tong yi de duo ji zhi lian xu sun shang nian su xing li lun mo xing ,yong yu miao shu gao ge gang cai liao zai gao wen fu za zai he tiao jian xia de re li xue hang wei 。dui yu ge xiang tong xing de sun shang zhuang tai ,mo xing zhong cai yong le yi ge biao liang xing sun shang bian liang lai biao shi cai liao de tui hua xiao ying ,ta shi you ru bian sun shang 、di zhou pi lao sun shang he yan xing sun shang deng san bu fen zu cheng 。zai mo xing de jian li guo cheng zhong ,ben wen shou xian di chu le yi xie yun dong xue jia she bing yin ru le you xiao ying li de gai nian 。ji yu ju you kuo dang ben gou xing shi de zhuang tai shi 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论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华南理工大学的蔡晓丹，发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文，是一篇关于高铬钢论文,多机制损伤论文,连续损伤力学论文,本构模型论文,数值计算论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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