核電安全端異種金屬焊接接頭應力腐蝕開裂裂尖力學特征.pdf

1、核電壓力容器安全端異種金屬焊接接頭應力腐蝕開裂（SCC）裂尖力學狀態(tài)是分析SCC機理及定量預測裂紋擴展速率的關鍵因素之一。本文采用理論研究和彈塑性有限元分析相結合的方法，通過建立焊接接頭三點彎曲試樣模型，研究了界面裂紋與亞界面裂紋裂尖局部力學特征的影響因素，并對核反應堆壓力容器安全端異種金屬焊接接頭不同位置處界面裂紋及亞界面SCC裂紋擴展驅動力進行了分析。完成的主要工作如下：
　?。?）對高溫高壓水環(huán)境中核電結構材料SCC機理進行

2、了研究，闡明了核電結構材料裂尖局部微區(qū)域的應力應變是促使 SCC裂尖氧化膜破裂的主要驅動力，并在很大程度上決定了SCC裂紋擴展速率，提出了斷裂力學和彈塑性有限元相結合的SCC裂紋擴展驅動力研究方法。
　　（2）通過建立安全端焊接接頭材料的勻質試樣模型，分析了不同材料SCC裂尖局部微區(qū)域力學特征，得到了勻質材料裂紋擴展對裂尖微區(qū)域局部力學場的影響，為研究異種金屬焊接接頭中的SCC裂紋擴展驅動力提供參照基準。
　?。?）針對安全

3、端焊接接頭材料的力學性能不均勻性，通過建立雙金屬材料界面裂紋擴展彈塑性有限元模型，得到了材料屈服強度失配、應變硬化指數(shù)失配以及裂紋擴展對界面裂紋裂尖微區(qū)域應力及應變分布的影響規(guī)律，并得到了核電安全端焊接接頭SCC界面裂紋擴展驅動力。
　?。?）建立了異種金屬焊接接頭裂紋擴展的擴展有限元（XFEM）模型，通過采用XFEM中的粘性片段和虛擬節(jié)點法，分析了具有力學性能不均勻特征的界面裂紋擴展行為，討論了焊接接頭裂紋擴展趨勢特征。