双材料ct试样裂纹高温蠕变行为的研究和蠕变断裂参量c-%27--估算

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1、摘要石油、化工、发电等领域的工艺设备正在向着高温、高压和大型化发展，以提高装置的效益，同时对设备的安全可靠性提出了更高的要求。在这些领域里存在着大量的高温高压设备，这些设备在制造的过程中大都要采用焊接结构，而高温蠕变断裂失效是焊接结构的主要失效形式之一，是危害设备长周期安全运行的主要因素。因此，对高温焊接结构蠕变规律的研究，是高温结构强度设计与寿命预测的重要基础，不仅具有重要的理论研究价值而且具有重要的工程应用价值。本文针对高温结构中非匹配焊接接头蠕变断裂参量C’的估算问题，首先通过理论分析，认为双材料CT试样的蠕变应变速率舌鲁”’总是可以表示为其焊材的蠕变应变速

2、率毒：，⋯’和其母材的蠕变应变速率占：”’的加权平均，从而引出加权平均系数口，然后通过有限单元法，利用大型有限元分析软件ABAQUS6．6对三种双材料CT试样的蠕变断裂行为进行大量分析计算：(11焊缝界面裂纹CT试样：共建立了四种不同几何结构的模型，通过大量有限元计算，得出了非匹配因子M与口的关系；蠕变指数n与口的关系；以及CT试样几何参量∥形与口的关系。然后通过非线性回归，给出了特定几何结构焊缝界面裂纹CT试样c‘的估算式。最后对这种工程估算方法进行了实例验证。(2)焊缝中心裂纹CT试样：共建立了五种不同几何结构的模型，通过大量有限元计算，得出了非匹配因子M与口

3、的关系；蠕变指数n与口的关系；以及CT试样几何参量妒与盯的关系。然后通过非线性回归，给出了特定几何结构焊缝中心裂纹CT试样C’的估算式。最后对这种工程估算方法进行了实例验证。(3)焊缝偏心裂纹CT试样：共建立了五种不同几何结构的模型，通过大量有限元计算，得出了非匹配因子M与口的关系；蠕变指数"与盯的关系；以及CT试样几何参量危／h与口的关系。然后通过非线性回归，给出了特定几何结构焊缝偏心裂纹CT试样c‘的估算式。最后对这种工程估算方法进行了实例验证。关键词：焊接接头：蠕变断裂；非匹配；有限元分析；焊缝界面裂纹；焊缝中心裂纹；焊缝偏心裂纹ABSTRACTThetec

4、hnologicalequipmentsinthefieldsofpetroleumindustry,chemicalindustry,electricpowerindustryandSOonhavebeenimprovingtohighertemperature．higherpressureandmoremacro—scaleinordertoincreasetheefficiencyofequipments，砒thesametime，thesafetyandreliabilityoftheequipmentsshouldbeputintoamoreimport

5、antplace．Thereareplentyofhigh-temperatureandhigh-pressureequipmentsinthesefields，andtheyarecommonlymanufacturedwithcertainweldedstructurewhichtakecreepcracklapseasthemainlapseform．Thisisthemainfactorendangeringthelongandsafeoperationoftheequipments．Therefore，studyonthecreeplawofwelded

6、structureisthebasisoflimitdesignandlifetimepredictionofhigh—temperaturestructures，anditnotonlyhasthevalueoftheoreticalresearchbutalsohasthevalueoftechnicalapplication．TheestimationofcreepcrackparameterC’ofmismatchedweldedjointinhigh-temperaturestructureshasbeenmainlydiscussedinthisart

7、icle．Firstly,accordingtothetlleoreticalresearch,ithasbeenconcludedthatC’ofbi-materialCTspecimencouldbecalculatedbytheweightedaverageforC’ofhomogeneousbase—metalandweld-metalmspeetively'thentheconceptofweightedaverageC’hasbeenputforward，atlast，largenumbersofanalysiscalculationshavebeen

8、carri