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不同竖向地震载荷下核电主管道A508钢拘束相关断裂韧性研究

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机械强度 2025年第2期47卷 1-9页

作者：杨杰袁宏伟郭国亮崔巍陈浩峰上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 安徽容知日新科技股份有限公司合肥230088 延锋汽车智能安全系统有限责任公司上海201315 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

以含有不同长度、深度裂纹(不同拘束)核电主管道为研究对象,通过质量加速度施加法,分别对不同拘束下核电主管道施加5个地震烈度和3个实际地震的竖向地震载荷,并基于一种实际结构拘束相关断裂韧性的确定方法,对其拘束相关断裂韧性进行计... 详细信息

以含有不同长度、深度裂纹(不同拘束)核电主管道为研究对象,通过质量加速度施加法,分别对不同拘束下核电主管道施加5个地震烈度和3个实际地震的竖向地震载荷,并基于一种实际结构拘束相关断裂韧性的确定方法,对其拘束相关断裂韧性进行计算,系统研究不同竖向地震载荷下不同拘束核电主管道拘束相关的断裂韧性。结果表明,在相同的拘束下,裂纹开动力曲线随着地震烈度的增大而向左平移,拘束相关断裂韧性逐渐降低。随着裂纹长度的增加,地震烈度对拘束相关断裂韧性的影响变得更加明显;随着裂纹深度的增加,地震载荷对拘束相关断裂韧性的影响首先变得明显,然后又变得不明显。不同拘束下,实际地震载荷对拘束相关断裂韧性的影响趋势与地震烈度相同,且与震级和地震加速度时程曲线均有一定关系。

关键词：拘束断裂韧性竖向地震载荷核电主管道

试样构形和裂纹取向对Zr-2.5Nb合金压力管断裂韧性的影响研究

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机械工程学报 2025年

作者：吴志懿曹昱澎赵冠楠徐习凯包陈西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室上海核工程研究设计院股份有限公司

断裂韧性是评估重水堆用Zr-2.5Nb合金压力管安全性的必要力学参数之一。采用小试样开展压力管的断裂韧性研究具有用料少、试验流程简单、试验成本低等优势，特别对于辐照后压力管的断裂韧性评估，小试样相比原管内压爆破试验测得断裂韧... 详细信息

断裂韧性是评估重水堆用Zr-2.5Nb合金压力管安全性的必要力学参数之一。采用小试样开展压力管的断裂韧性研究具有用料少、试验流程简单、试验成本低等优势，特别对于辐照后压力管的断裂韧性评估，小试样相比原管内压爆破试验测得断裂韧性的优势更加突出。使用不同裂纹取向的单边裂纹弯曲(Singleedged-notchedbending,SEB)和紧凑拉伸(Compact tension,CT)试样开展了国产Zr-2.5Nb合金压力管的室温断裂试验，研究了试样构形和裂纹取向对其断裂韧性的影响规律。结果表明，国产Zr-2.5Nb合金压力管的环向屈服和抗拉强度明显高于轴向性能。轴向裂纹CT试样获得的压力管断裂韧性最大，环向裂纹SEB试样的断裂韧性最低，裂纹取向对SEB试样的断裂韧性影响较小。CT试样的扩展裂纹受曲面结构影响显著，呈现“山”字型特征，而SEB试样的扩展裂纹前沿平直度较好。相比轴向裂纹CT试样，采用环向裂纹SEB试样进行Zr-2.5Nb合金压力管的断裂安全评估将更加保守安全。

关键词：国产Zr-2.5Nb合金压力管断裂韧性 SEB试样 CT试样裂纹取向

基于低约束试件的X80环焊缝断裂韧性测试研究

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石油机械 2025年第1期53卷 125-134页

作者：任伟帅健帅义中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院

当前国际通用的断裂韧性测试标准测得的断裂韧性严重低估了管道环焊接头抗断裂的能力,致使断裂评价偏于保守。为此,开展了管道环焊接头断裂韧性测试研究,分别采用卸载柔度法、规则化法以及改进的规则化法,针对基于单边缺口拉伸试件的X8... 详细信息

当前国际通用的断裂韧性测试标准测得的断裂韧性严重低估了管道环焊接头抗断裂的能力,致使断裂评价偏于保守。为此,开展了管道环焊接头断裂韧性测试研究,分别采用卸载柔度法、规则化法以及改进的规则化法,针对基于单边缺口拉伸试件的X80管道环焊接头,改变试件裂纹长度以及侧槽深度,测试其断裂韧性,并对比分析了测试结果。分析结果表明:实际测量得到的裂纹扩展量与通过卸载柔度法计算出来的裂纹扩展量之间的误差最大为3.85%;改进的规则化方法可以准确获取管道环焊缝的断裂韧性,可以作为卸载柔度法的一种替代方法;随着裂纹长度的增加,X80环焊接头的断裂韧性逐渐下降。所得结论可为管道环焊接头断裂韧性测试及安全评价提供理论指导及技术支持。

关键词：高钢级管道环焊接头断裂韧性 SENT试件 J积分阻力曲线

硫化氢环境中X80管线钢焊接粗晶热影响区的断裂韧性

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焊接 2025年第1期 40-45页

作者：于洋高志伟龚宝明邓彩艳刘锦苏显栋鞍钢集团钢铁研究院海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114000 天津职业技术师范大学汽车模具智能制造技术国家地方联合工程实验室天津300222 天津大学天津300072

【目的】为了评估空气和硫化氢环境下X80管线钢粗晶热影响区(CGHAZ)的断裂韧性差异,分析了环境因素对断裂韧性的影响。【方法】利用三点弯试验测试了CGHAZ的断裂韧性,并利用SEM对CTOD试样断口微观形貌和裂纹扩展路径进行了分析,并探究了... 详细信息

【目的】为了评估空气和硫化氢环境下X80管线钢粗晶热影响区(CGHAZ)的断裂韧性差异,分析了环境因素对断裂韧性的影响。【方法】利用三点弯试验测试了CGHAZ的断裂韧性,并利用SEM对CTOD试样断口微观形貌和裂纹扩展路径进行了分析,并探究了H_(2)S环境对CGHAZ断裂韧性的影响机制。【结果】结果表明,CGHAZ在H_(2)S介质中的断裂韧性发生了明显降低,其CTOD平均值由0.335mm降低至0.093mm,降低了约72%。CGHAZ在空气环境中的断口形貌主要为韧窝特征,而H_(2)S环境中的断口主要是韧窝和准解理面共存的混合断裂特征。Ti-Mn-Fe的氧化物是准解理面的起裂源。【结论】氢致弱键(HEDE)和氢增强局部塑性(HELP)是造成CGHAZ在H_(2)S环境下断裂韧性降低的主要机制。

关键词：管线钢粗晶热影响区断裂韧性断裂机制

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氯盐侵蚀对Q690钢断裂韧性的影响研究

四川建材 2025年第1期51卷 20-21,27页

作者：孙庹英谭红梅唐杨胡世奥钱大澄重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学结构工程实验室重庆400074 五峰土家族自治县农村公路管理所湖北宜昌443413

探讨Q690高强钢在氯盐环境下经过预腐蚀处理后的断裂韧性变化,以评估其在氯盐环境条件下的性能表现。采用夏比摆锤冲击试验方法,测定了Q690钢在不同时间腐蚀后的冲击韧性,并结合相关经验公式计算其断裂韧性。试验结果表明,钢材的平均腐... 详细信息

探讨Q690高强钢在氯盐环境下经过预腐蚀处理后的断裂韧性变化,以评估其在氯盐环境条件下的性能表现。采用夏比摆锤冲击试验方法,测定了Q690钢在不同时间腐蚀后的冲击韧性,并结合相关经验公式计算其断裂韧性。试验结果表明,钢材的平均腐蚀厚度随腐蚀时间增长,初期增长较快,随后增长减缓;Q690高强钢的冲击韧性与断裂韧性都随着平均腐蚀厚度的增加而减小。根据本试验结果,引入了一个折减系数,可用于Q690高强钢腐蚀后的断裂韧度计算。

关键词： Q690高强钢冲击功断裂韧性氯盐环境腐蚀

基于随机森林算法和数据增强策略的拘束相关断裂韧性预测研究

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固体力学学报 2025年第1期 105-116页

作者：单康中王骁晓刘芳崔元元杨杰上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海理工大学机械工程学院

选用核电用钢A508为研究对象，对K近邻回归(KNN)、核回归(KR)、线性回归(LR)和随机森林回归(RF)四种算法拘束相关断裂韧性的预测能力进行了考察，发现四种算法对拘束相关断裂韧性的预测效果为RF>LR>KNN>KR.进一步，基于RF算法，在数据... 详细信息

选用核电用钢A508为研究对象，对K近邻回归(KNN)、核回归(KR)、线性回归(LR)和随机森林回归(RF)四种算法拘束相关断裂韧性的预测能力进行了考察，发现四种算法对拘束相关断裂韧性的预测效果为RF>LR>KNN>KR.进一步，基于RF算法，在数据中加入了平面应变状态下的数据进行数据增强，对单边缺口弯曲(SENB)试样的拘束相关断裂韧性进行了预测与验证.并基于验证过的模型，向单边裂纹拉伸(SENT)、紧凑拉伸(CT)和中心裂纹拉伸(CCT)试样进行了移植.结果表明：通过添加数据增强策略，试样在边界点处的断裂韧性预测能力得到有效提高，预测结果更加准确，基于RF算法并添加数据增强策略的模型具有较好的泛化能力.最后，在基于RF算法和数据增强的基础上，加入试样类别这一特征，构建了准确度较高的统一预测模型.

关键词：拘束断裂韧性机器学习随机森林算法数据增强

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考虑拘束效应的断裂韧性研究综述

沈阳建筑大学学报(自然科学版) 2025年第02期 145-160页

作者：孙彤王元清刘希月石永久清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室国防科技大学空天科学学院

为了解拘束效应对材料断裂韧性的影响，实现工程的可转移性。通过文献调研，对断裂韧度测试方法、断裂参数计算以及断裂理论进行详细总结和论述，回顾了近60年内拘束断裂力学的发展过程。弹性卸载柔度法和规则化法可作为计算实时裂纹长... 详细信息

为了解拘束效应对材料断裂韧性的影响，实现工程的可转移性。通过文献调研，对断裂韧度测试方法、断裂参数计算以及断裂理论进行详细总结和论述，回顾了近60年内拘束断裂力学的发展过程。弹性卸载柔度法和规则化法可作为计算实时裂纹长度的标准方法，参数A2和参数Tz分别为最精准且适用条件最广的面内拘束参数和面外拘束参数；但目前仍存在断裂参数计算模型尚未统一，现有拘束参数无法描述大范围屈服下拘束效应影响且只能单一表征裂纹尖端应力/应变场等问题，需进一步研究和探讨。本研究可为构件或结构的安全性设计与完整性评定方法提供理论支撑，进一步推动拘束断裂理论的发展。

关键词：断裂韧性拘束效应拘束断裂理论工程可转移性

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断裂韧性测试的量纲一载荷分离方法及应用

浙江大学学报（工学版） 2012年第7期46卷 1201-1206页

作者：石凯凯蔡力勋包陈姚瑶西南交通大学力学与工程学院四川成都610031

针对现有载荷分离理论存在的量纲不等问题进行研究,提出基于量纲一相似原理的改进载荷分离方法,获得普适意义的载荷分离参数与测试位移关系曲线.为了推广载荷分离方法在材料断裂韧性测试中的应用,利用Visual Basic Language开发了用于... 详细信息

针对现有载荷分离理论存在的量纲不等问题进行研究,提出基于量纲一相似原理的改进载荷分离方法,获得普适意义的载荷分离参数与测试位移关系曲线.为了推广载荷分离方法在材料断裂韧性测试中的应用,利用Visual Basic Language开发了用于材料断裂韧性的测试软件(J-LSS).结合汽轮机转子钢Cr2Ni2MoV、316L不锈钢材料以及紧凑拉伸(CT)试样,应用测试软件研究现有载荷分离方法与改进载荷分离方法在材料断裂韧性测试中的差异.结果表明:基于量纲一的理念完善了载荷分离理论;改进的载荷分离方法消除了参考钝裂纹试样对测试结果的影响,可以用来精确测试材料的断裂韧性.

关键词：载荷分离方法量纲一原理断裂韧性 Cr2Ni2MoV钢 316L不锈钢

断裂韧性K_(1C)和断裂门槛值ΔK_(th)可靠性测定方法

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北京航空航天大学学报 2000年第6期26卷 694-696页

作者：熊峻江彭俊华高镇同北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系

采用定量方程随机化方法 ,建立了断裂p JR Δa曲线方程 ,断裂p JR Δa曲线与钝化线的交点即为试验测定具有可靠度p的J积分临界值 (J1C) p值 ,根据断裂力学测试原理 ,由试验测定 (J1C) p 值可转化出断裂韧性 (K1C) p 值 ;还建立了断裂门... 详细信息

采用定量方程随机化方法 ,建立了断裂p JR Δa曲线方程 ,断裂p JR Δa曲线与钝化线的交点即为试验测定具有可靠度p的J积分临界值 (J1C) p值 ,根据断裂力学测试原理 ,由试验测定 (J1C) p 值可转化出断裂韧性 (K1C) p 值 ;还建立了断裂门槛ΔKth值的可靠性测定方法 ,并对试验数据进行了统计分析处理 ,得到了一些具有重要应用价值的结果和数据 .研究发现

关键词：断裂韧性可靠度断裂门槛值可靠性测定