發(fā)布時間：2020-12-30 03:38

　　20世紀以來,工業(yè)的急速發(fā)展使越來越多的工件需要工作在高溫高壓環(huán)境并且承受交變載荷,疲勞破壞事故時有發(fā)生。工件進入長裂紋階段后,裂紋擴展速率不斷加快,疲勞破壞事故往往會突然發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn),工件整個疲勞壽命中約有4/5的時間處在短裂紋階段,且在萌生及后續(xù)演化過程中表現(xiàn)出強烈的隨機性并且存在互相影響的情況,一般對長裂紋領域的研究無法適用,需要發(fā)展新的微觀短裂紋裂紋行為研究方法,分析獲取裂紋萌生、擴展行為的一般規(guī)律,預測工件使用壽命,提高工件使用過程中的可靠性。本文選取20~#鋼作為實驗材料,進行高溫低周疲勞實驗,獲取在不同應變幅值下疲勞短裂紋的群體演化行為圖像,對相關實驗數(shù)據(jù)進行整理,根據(jù)裂紋萌生,擴展以及合體干涉過程所表現(xiàn)出的特性,建立疲勞短裂紋裂紋行為模型,考慮裂紋萌生的隨機性特點,對裂紋萌生、擴展以及裂紋間的合體干涉行為作出分析,并進行數(shù)值模擬。研究內容以及相關結論如下:(1)在高溫條件下對試件進行不同應變幅值的低周疲勞實驗,觀察裂紋萌生直到破壞過程中的行為,包括前期擴展以及后期合體干涉。得出裂紋萌生主要在兩個部位,一個部位是鐵素體晶粒內,在循環(huán)載荷作用下滑移帶擴大加深,萌生裂紋。另... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 疲勞短裂紋研究背景及概念
        1.1.1 疲勞短裂紋研究背景
        1.1.2 疲勞短裂紋概念
    1.2 裂紋行為概述
        1.2.1 疲勞短裂紋萌生
        1.2.2 疲勞短裂紋擴展
        1.2.3 疲勞短裂紋合體與干涉
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀及模擬方法發(fā)展
        1.3.1 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 模擬方法的發(fā)展
    1.4 本文研究內容
2 高溫低周疲勞實驗
    2.1 高溫疲勞短裂紋研究現(xiàn)狀概述
    2.2 低周疲勞實驗
        2.2.1 實驗設備
        2.2.2 試件材料與性能參數(shù)
        2.2.3 表面腐蝕方法及流程
        2.2.4 實驗方法與流程
    2.3 裂紋行為分析
        2.3.1 裂紋萌生及擴展分析
        2.3.2 裂紋群體行為分析
    2.4 疲勞裂紋相關參數(shù)統(tǒng)計
        2.4.1 疲勞壽命內裂紋密度統(tǒng)計
        2.4.2 疲勞壽命內裂紋角度統(tǒng)計
        2.4.3 疲勞壽命內主裂紋擴展長度統(tǒng)計
        2.4.4 試件疲勞壽命統(tǒng)計
    2.5 試件有限元分析結果
    2.6 小結
3 建立裂紋行為模型
    3.1 模型簡化的一般假設
    3.2 模型的建立
        3.2.1 細觀構造簡述
        3.2.2 裂紋萌生模型
        3.2.3 裂紋擴展模型
        3.2.4 裂紋群體行為模型
    3.3 小結
4 疲勞短裂紋的仿真分析
    4.1 生成細觀組織結構
        4.1.1 泰森多邊形簡介與構建
        4.1.2 賦予架構能量
    4.2 各階段裂紋行為模擬
        4.2.1 Matlab編程優(yōu)勢簡介
        4.2.2 裂紋行為模擬過程
    4.3 小結
5 疲勞行為結果對比
    5.1 裂紋演化行為對比
    5.2 疲勞行為參數(shù)對比
        5.2.1 各應變狀態(tài)下裂紋萌生密度對比
        5.2.2 各應變狀態(tài)下裂紋萌生角度對比
        5.2.3 各應變狀態(tài)下主裂紋擴展速率對比
        5.2.5 裂紋壽命對比
    5.3 小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間論文發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：2946910