压水堆一回路辅助管道奥氏体不锈钢单轴棘轮-疲劳特性研究

摘要

在室温下研究了核电站压水堆一回路辅助管道材料Z2CND18.12N和Z2CN18.10奥氏体不锈钢的基本力学性能、循环硬化/软化特性和单轴棘轮特性。重点考察了预应变对Z2CN18.10不锈钢单轴棘轮特性的影响。室温下的试验结果表明:
　　(1)Z2CND18.12N比Z2CN18.10具有更高的屈服极限、拉伸强度和抗棘轮变形能力,Z2CN18.10不锈钢表现出更好的延展性;
　　(2)两种不锈钢均表现出明显的率相关性,达到相同塑性应变的应力响应与加载率正相关。
　　(3)幅值为1％对称应变循环下Z2CN18.10不锈钢表现出初始循环硬化后逐渐循环软化直到循环稳定。
　　(4)拉伸预应变抑制棘轮应变的累积,较低水平拉伸预应变对棘轮应变的抑制作用随着循环圈数的增加逐渐消失;
　　(5)较低水平的压缩预应变促进棘轮应变的累积而较高水平的压缩预应变抑制棘轮应变的增长;
　　(6)拉伸预应变提高了Z2CN18.10不锈钢的疲劳寿命而压缩预应变降低了材料的疲劳寿命;
　　(7)提出一个引入预应变参数Cpre的SWT修改模型能很好地预测本试验条件下的所有疲劳寿命;
　　(8)通过引入预应变指数nc将修正模型延伸为更通用的形式。采用十多组文献数据验证了修正模型的可靠性,同时提出修正模型的适用条件。
　　另外,在Ohno-WangⅡ随动强化律基础上,考虑了率无关模型、率相关模型、参数修正模型和各向随动强化模型对预应变条件下的棘轮应变进行本构描述。上述四个模型对拉伸预应变条件下的棘轮应变预测效果较好。背应力修正模型和各向同性强化模型改善了压缩预应变条件下棘轮应变的预测,但同样存在过高预测棘轮应变的趋势。

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第一章 绪论

1.1包辛格效应

1.2循环硬化/软化

1.3 Masing效应

1.4非比例硬化

1.5加载历史记忆

1.6棘轮效应

1.7本构模型发展

1.8本文的工作和研究意义

第二章 单轴棘轮试验

2.1试验条件

2.2单轴拉伸试验

2.3应变循环试验

2.4单轴棘轮试验

2.5本章小结

第三章 预应变棘轮特性试验

3.1试验方法

3.2试验结果及讨论

3.3本章小结

第四章 塑性本构模型和理论预测

4.1本构描述

4.2模型算法

4.3模型参数确定

4.4棘轮应变预测

4.5本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文情况和科研情况说明

致谢