核电一回路安全端焊接接头SCC裂纹扩展速率研究

摘要

力学性能的不均匀性给焊接接头应力腐蚀开裂(SCC)裂纹扩展速率的预测带来困难，因此焊接接头力学性能不均匀性成为核电安全性评价的重要研究方向之一。传统焊接接头模拟通常采用“三明治”材料力学模型，其在材料界面处存在突变。本文以实测焊接接头微观力学性能为依据，通过有限元软件建立焊接接头连续变化材料力学模型并与其它焊接接头模型进行了比较，对其裂纹扩展驱动力参量进行研究。具体研究内容如下：
　　(1)以紧凑拉伸试样为研究对象，对均匀材料力学模型裂纹扩展驱动力进行比较，并对影响裂纹扩展驱动力的材料参数进行了研究，以获得一个保守的材料参数对裂纹扩展驱动力进行评价；
　　(2)利用“三明治”材料力学模型对不同位置裂纹J积分和裂尖场进行了计算，讨论了J积分作为“三明治”材料力学模型界面裂纹扩展驱动力参量的适用性；
　　(3)以实测焊接接头微观力学性能为依据建立连续变化材料力学模型，对不同位置裂纹扩展驱动力进行了计算，并与其它材料力学模型进行比较，通过比较结果建立新的评价标准对实际焊接接头进行评价；
　　(4)选取应变率作为SCC裂纹扩展速率的驱动力参量对核电一回路安全端焊接接头SCC裂纹扩展速率进行了预测。
　　本研究为焊接接头SCC裂纹扩展速率及其剩余寿命的精确计算提供了一定的理论基础。

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1 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容

1.4研究方法

1.5技术路线

2 焊接接头有限元分析模型

2.1焊接接头组织性能和裂纹形式

2.2实际焊接接头微观材料力学性能测试

2.3焊接接头简化方法

2.4有限元模型

2.5本章小结

3 均匀材料力学模型的裂纹扩展驱动力

3.1均匀材料力学模型的材料参数

3.2均匀材料力学模型裂纹扩展驱动力参量分析

3.3材料参数对裂纹扩展驱动力参量影响

3.4本章小结

4“三明治”材料力学模型的裂纹扩展驱动力

4.1“三明治”材料力学模型的材料参数

4.2焊接接头裂纹扩展驱动力参量选取

4.3“三明治”材料力学模型裂纹扩展驱动力参量分析

4.4本章小结

5连续变化材料力学模型的裂纹扩展驱动力

5.1连续变化模型裂纹扩展驱动力参量分析

5.2焊接接头三级评价标准

5.3本章小结

6核电安全端焊接接头SCC扩展速率预测

6.1核电一回路安全端焊接接头

6.2关于SCC裂纹扩展速率的探讨

6.3本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

附录