核電結(jié)構(gòu)材料應(yīng)力腐蝕裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變分析研究.pdf

1、由于奧氏體不銹鋼和鎳基合金具有良好的耐腐蝕性能和力學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用丁核電設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，但是這些材料在輕水反應(yīng)堆的高溫水環(huán)境中發(fā)生的應(yīng)力腐蝕開裂(SCC，Stress Corrosion Cracking)卻成為影響核電站安全和壽命的關(guān)鍵問題之一。應(yīng)力腐蝕裂紋尖端微觀區(qū)域的力學(xué)狀態(tài)是影響裂紋擴展速率的重要因素之一，利用多尺度方法研究裂尖斷裂過程區(qū)已成為該研究領(lǐng)域的一個熱門方向。本課題借助數(shù)值模擬方法，結(jié)合宏觀和微觀尺度模型對鎳基合金應(yīng)

2、力腐蝕裂紋尖端區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變進行了分析和研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　 (l)借助數(shù)值模擬方法，以標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸試樣為研究對象，利用有限元軟件ABAQUS建立宏觀全局模型及裂紋斷裂過程區(qū)的微觀子模型，重點研究了由氧化膜及基體金屬構(gòu)成的應(yīng)力腐蝕裂紋尖端區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變。
　　 (2)對恒定應(yīng)力強度因子K值下應(yīng)力腐蝕裂紋尖端區(qū)域進行分析，分別討論了基體金屬材料屈服應(yīng)力、氧化膜材料屈服應(yīng)力及氧化膜厚度對裂尖區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變的影響

3、。研究結(jié)果表明，基體金屬材料屈服應(yīng)力的增大使裂尖氧化膜區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變減小，基體金屬區(qū)的應(yīng)力增大而應(yīng)變減??；氧化膜材料屈服應(yīng)力的增大使裂尖氧化膜區(qū)的應(yīng)力增加而塑性應(yīng)變減小，基體金屬區(qū)應(yīng)力應(yīng)變減??；氧化膜厚度的增加使裂尖氧化膜區(qū)和基體金屬區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變減小。
　　 (3)對不同K值下應(yīng)力腐蝕裂紋尖端區(qū)域進行分析，討論了不同載荷狀態(tài)對裂尖區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變的影響。研究結(jié)果表明，K值的增大會使應(yīng)力腐蝕裂紋尖端氧化膜區(qū)和基體金屬區(qū)應(yīng)力應(yīng)變增人；應(yīng)力