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考虑温度效应的花岗岩蠕变损伤本构关系研究

岩石力学与工程学报 2011年第9期30卷 1882-1888页

作者：朱元广刘泉声康永水刘恺德中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

为了解核废料处置库围岩在不同温度下的蠕变损伤特性,基于不同温度(20℃～300℃)下花岗岩单轴抗压蠕变的试验结果,分析温度对花岗岩整个蠕变损伤过程的影响特征,认为温度对花岗岩的瞬时弹性模量产生热损伤并加速花岗岩的后续蠕变损伤过... 详细信息

为了解核废料处置库围岩在不同温度下的蠕变损伤特性,基于不同温度(20℃～300℃)下花岗岩单轴抗压蠕变的试验结果,分析温度对花岗岩整个蠕变损伤过程的影响特征,认为温度对花岗岩的瞬时弹性模量产生热损伤并加速花岗岩的后续蠕变损伤过程。基于西原模型,引入瞬时热损伤变量和考虑温度效应的蠕变损伤变量,建立温度作用下花岗岩的蠕变损伤本构模型。通过不同温度下花岗岩的蠕变试验数据对建立的蠕变损伤模型参数进行识别,得到不同温度下蠕变损伤模型的材料参数。通过比较蠕变损伤模型的理论结果和试验结果发现,该模型能够很好地反映花岗岩不同阶段的蠕变特性,表明该模型的合理性和正确性。分析模型参数随温度的变化规律,结果表明:随着温度的上升,花岗岩的蠕变损伤破坏时间迅速减小,并满足负指数衰减规律;随着温度的上升,花岗岩的蠕变阶段的破坏特征从脆性向延性转变,其破坏特征参数满足负指数增加规律;随着温度的上升,花岗岩的松弛时间迅速减小。

关键词：岩石力学花岗岩热损伤蠕变损伤温度西原模型

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汽轮机转子钢蠕变损伤的非线性超声评价

机械工程学报 2016年第2期52卷 76-81页

作者：张萌轩福贞华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

超超临界汽轮机高温部件长期服役会产生蠕变损伤,威胁设备的强度安全,快速、有效地检出高温构件蠕变损伤状况对保证设备服役安全意义重大。采用中断蠕变试验,在实验室模拟获得了汽轮机转子钢FB2不同程度的蠕变损伤,进行损伤后试样的非... 详细信息

超超临界汽轮机高温部件长期服役会产生蠕变损伤,威胁设备的强度安全,快速、有效地检出高温构件蠕变损伤状况对保证设备服役安全意义重大。采用中断蠕变试验,在实验室模拟获得了汽轮机转子钢FB2不同程度的蠕变损伤,进行损伤后试样的非线性超声纵波表征试验。结果表明:非线性超声参量随转子钢FB2蠕变损伤程度的增加而增大;透射电镜微观分析表明,超声非线性参量增大与位错密度增加有关;非线性超声纵波参量与高应力水平下的位错攀移和低应力水平下的位错滑移存在较好的函数关系。进一步以位错密度为中间量,建立非线性参量22 1A A和稳态蠕变变形速率ε?的关联式。

关键词：非线性超声检测蠕变损伤汽轮机转子

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涡轮叶片蠕变损伤的恢复处理研究进展

材料热处理学报 2012年第12期33卷 1-7页

作者：周煜张峥赵子华钟群鹏北京航空航天大学空天材料与服役教育部重点实验室材料科学与工程学院北京100191

涡轮叶片延寿是航空发动机亟待解决的关键问题,损伤恢复处理技术是保障发动机长寿命、高可靠性和低成本运行的重要手段。介绍了针对涡轮叶片蠕变损伤的延寿技术研究现状与进展,根据各种延寿方法的特点分析了从简单热处理到恢复热处理和... 详细信息

涡轮叶片延寿是航空发动机亟待解决的关键问题,损伤恢复处理技术是保障发动机长寿命、高可靠性和低成本运行的重要手段。介绍了针对涡轮叶片蠕变损伤的延寿技术研究现状与进展,根据各种延寿方法的特点分析了从简单热处理到恢复热处理和热等静压(HIP)修复的延寿技术发展历程,指出了蠕变损伤修复的一般性原则和HIP修复技术的优点。重点阐述了蠕变空洞在HIP作用下的愈合机理,并介绍了主要的空洞烧结模型。指出了延寿技术研究中存在的问题,给出了在我国开展HIP修复技术研究的建议和思路。

关键词：发动机涡轮叶片蠕变损伤热等静压热处理

热等静压及恢复热处理工艺对DZ125蠕变损伤的影响

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材料工程 2017年第2期45卷 88-95页

作者：王天佑王小蒙赵子华张峥北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

选用4种不同参数的热等静压及恢复热处理工艺对DZ125蠕变损伤试样进行显微组织演化的研究,并进行力学性能评价。结果表明:DZ125合金经预持久损伤实验后,显微组织出现了γ′相退化、蠕变孔洞形成等,但是碳化物没有出现由MC型向M_(23)C_6... 详细信息

选用4种不同参数的热等静压及恢复热处理工艺对DZ125蠕变损伤试样进行显微组织演化的研究,并进行力学性能评价。结果表明:DZ125合金经预持久损伤实验后,显微组织出现了γ′相退化、蠕变孔洞形成等,但是碳化物没有出现由MC型向M_(23)C_6及M6C型分解。此外,热等静压的温度在孔洞愈合过程中作用显著,1200℃及1250℃温度下分别出现了γ′同心筏排结构及合金的初熔现象。同时,通过选取合适的热等静压参数,可以避免内部再结晶的产生。合理的热等静压及恢复热处理工艺可以改善蠕变损伤的显微组织,并使其显微硬度达到原始态水平,且持久寿命得到提高。

关键词：定向凝固高温合金蠕变损伤显微组织热等静压恢复热处理

汽轮机转子疲劳-蠕变损伤的非线性损伤力学分析

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中国电机工程学报 2003年第9期23卷 167-172页

作者：荆建平孟光上海交通大学国家振动冲击和噪声重点实验室上海200030

转子是汽轮机的核心部件,往往要在高温、复杂应力情况下工作,易产生裂纹萌生。除疲劳作用外,蠕变在转子的寿命损耗中也占有相当的比例。一般低周疲劳约占转子总寿命的80%,而蠕变则占转子总寿命的20%。事实上,对汽轮机转子而言,疲劳和蠕... 详细信息

转子是汽轮机的核心部件,往往要在高温、复杂应力情况下工作,易产生裂纹萌生。除疲劳作用外,蠕变在转子的寿命损耗中也占有相当的比例。一般低周疲劳约占转子总寿命的80%,而蠕变则占转子总寿命的20%。事实上,对汽轮机转子而言,疲劳和蠕变往往是同时发生并存在着相互的作用。该文采用非线性损伤力学模型估算了国产600MW汽轮机高压转子在实际启停功况下的疲劳-蠕变寿命,考虑了疲劳与蠕变的耦合作用以及多轴应力的影响,并与当前汽轮机疲劳-蠕变寿命估算普遍采用的线性累积损伤理论进行了对比。结果表明:非线性连续损伤力学模型正确地反映了疲劳-蠕变交互作用以及损伤演化的非线性机制,其分析结果比现行理论方法更为准确、可靠。

关键词：汽轮机转子疲劳蠕变损伤非线性损伤力学分析

高速铁路加筋土挡墙土工格栅蠕变损伤本构模型研究

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铁道学报 2019年第3期41卷 155-162页

作者：杨广庆靳静周诗广杨国涛郑鸿石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018 中国铁道学会标准与认证部北京100844 中国铁路总公司科技管理部北京100844 青岛旭域土工材料股份有限公司山东青岛266111

基于土工格栅加筋土挡墙良好的工程特性,在高速铁路路基中具有广泛的应用前景。土工格栅在一定环境温度和荷载水平的长期作用下会发生蠕变变形,将影响加筋土挡墙的长期工作性能。基于不同温度(20℃、30℃、40℃、50℃)和不同荷载水平(35... 详细信息

基于土工格栅加筋土挡墙良好的工程特性,在高速铁路路基中具有广泛的应用前景。土工格栅在一定环境温度和荷载水平的长期作用下会发生蠕变变形,将影响加筋土挡墙的长期工作性能。基于不同温度(20℃、30℃、40℃、50℃)和不同荷载水平(35%、40%、45%、50%、60%)下土工格栅蠕变的试验结果,分析温度和荷载对土工格栅蠕变过程的影响特性,建立了土工格栅的黏弹塑性蠕变损伤本构模型,确定了蠕变损伤模型的各指标参数值。通过室内蠕变试验结果与蠕变损伤模型理论结果的对比,论证了该本构模型的合理性与可靠性。最后,通过对土工格栅蠕变损伤模型各参数进行敏感性分析,认为塑性系数R和损伤材料参数a、n越大,土工格栅的恒速蠕变阶段越短,越容易发生加速蠕变断裂。研究结果可为高速铁路加筋土挡墙长期性能评价与工程设计提供参考。

关键词：土工格栅蠕变特性蠕变损伤黏弹塑性本构模型

基于损伤力学的电厂主蒸汽管道蠕变损伤有限元分析

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中国电机工程学报 2008年第20期28卷 32-37页

作者：牛小驰巩建鸣姜勇耿鲁阳涂善东南京工业大学机械与动力工程学院

电厂主蒸汽管道在长期高温高压条件下会发生损伤,进行其蠕变损伤分析以及寿命评估至关重要。该文基于修正的卡恰诺夫–拉包特诺夫(Karchanov-Rabotnov)本构方程,编制了用于计算管单元和三维单元的用户子程序,并且与ABAQUS有限元分析软... 详细信息

电厂主蒸汽管道在长期高温高压条件下会发生损伤,进行其蠕变损伤分析以及寿命评估至关重要。该文基于修正的卡恰诺夫–拉包特诺夫(Karchanov-Rabotnov)本构方程,编制了用于计算管单元和三维单元的用户子程序,并且与ABAQUS有限元分析软件耦合。通过540℃下10CrMo910管材的蠕变试验,得到蠕变损伤力学本构方程中的材料参数,对热电厂高温主蒸汽管线的蠕变损伤进行模拟计算,得到了整体损伤分布和最大损伤部位。同时对管线中的薄弱部位异径管进行蠕变损伤分析,得到其损伤分布,讨论了损伤过程中应力再分布,实现了对高温主蒸汽管道整体以及异径管的寿命评估。

关键词：主蒸汽管道蠕变损伤有限元模拟高温异径管寿命评估

考虑初始损伤和蠕变损伤的岩石蠕变全过程本构模型

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岩土力学 2016年第S1期37卷 57-62页

作者：王其虎叶义成刘艳章姚囝湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心湖北武汉430081 武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081

考虑到天然岩石存在不同程度初始损伤以及蠕变过程中岩石受载后裂隙扩展而导致的新损伤,对具有初始损伤的岩石蠕变特性进行全面描述。根据不闭合结构面应力与法向变形之间的关系,提出裂隙岩石塑性变形体元件,描述岩石蠕变过程中的瞬时... 详细信息

考虑到天然岩石存在不同程度初始损伤以及蠕变过程中岩石受载后裂隙扩展而导致的新损伤,对具有初始损伤的岩石蠕变特性进行全面描述。根据不闭合结构面应力与法向变形之间的关系,提出裂隙岩石塑性变形体元件,描述岩石蠕变过程中的瞬时塑性变形。引入初始损伤影响因子,建立具有初始损伤的岩石损伤变量演化方程,构建模拟岩石加速蠕变的蠕变损伤体元件。将裂隙岩石塑性变形体和蠕变损伤体与描述瞬时弹性变形和黏弹性变形的广义开尔文模型进行串联组合,形成能够反映具有初始损伤的岩石瞬时弹-塑性变形、稳定蠕变和加速蠕变的蠕变全过程本构模型,提出了进行少量蠕变试验既能解析模型参数的方法,在不同应力水平下模型理论曲线与蠕变试验曲线吻合。

关键词：岩石蠕变初始损伤瞬时塑性变形蠕变损伤加速蠕变本构模型

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泥岩蠕变损伤试验研究

岩石力学与工程学报 2010年第10期29卷 2127-2133页

作者：刘保国崔少东北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

在岩石蠕变过程中,施加载荷超过某个应力水平后,其强度会随着时间和应力逐渐降低,这种损伤规律可以定量地用岩石基本力学参数如弹性模量E、黏聚力c和内摩擦角?降低的多少来反映。对宝鸡市秦源煤矿泥岩进行8个不同应力水平、3个不同时间... 详细信息

在岩石蠕变过程中,施加载荷超过某个应力水平后,其强度会随着时间和应力逐渐降低,这种损伤规律可以定量地用岩石基本力学参数如弹性模量E、黏聚力c和内摩擦角?降低的多少来反映。对宝鸡市秦源煤矿泥岩进行8个不同应力水平、3个不同时间段蠕变试验,采用单试件法测得泥岩蠕变过程中各力学参数E,c,?的变化值,对试验数据进行分析,建立该泥岩E,c,?随应力水平、长期强度及时间的耦合函数关系,它们之间呈指数衰减变化。分析耦合函数中各个系数的特点,得到泥岩力学参数损伤规律的通用表达式,式中各参数物理意义明确,测试简单。其研究结果为建立岩石损伤流变本构模型奠定基础。

关键词：岩石力学泥岩蠕变损伤损伤阈值非定常参数力学参数