保载时间对P92钢蠕变-疲劳交互行为的影响

摘要

为研究保载时间对蠕变-疲劳寿命和应力-应变响应的影响规律,对P92钢在650℃下进行了应变幅为±0.5%,保载时间为36,600,3600s的蠕变-疲劳试验,采用Chaboche塑性本构模型和应变强化蠕变模型进行有限元模拟,并对P92钢断裂试样进行透射电镜检测。试验结果表明:保载时间增长导致拉压屈服极限降低,最大拉应力降低,非弹性应变范围减小,蠕变-疲劳寿命降低。模拟结果显示,模拟值与试验值的最大拉应力、保载期间应力松弛量基本一致。检测结果发现,在蠕变-疲劳试验中,随着保载时间增长,蠕变空腔慢慢生成、长大,保载时间增长引入的蠕变损伤会加速疲劳裂纹扩张,蠕变-疲劳断裂机制由疲劳损伤主导逐渐变为蠕变损伤主导。最终提出了不同保载时间下最大拉应力随循环次数变化的拟合式,结合WANG等模型引入的逐周次概念,得到一种改进的蠕变-疲劳寿命模型,运用此模型能很方便地实现对P92钢进行不同保载时间下的蠕变-疲劳寿命预测。