蠕变氧化交互下裂纹扩展行为的数值分析

TG132.3+2; 为研究氧敏感材料在蠕变氧化交互下裂纹扩展行为的变化规律,基于动态脆化物理机制,建立了蠕变耦合氧化损伤的数学模型,利用Abaqus和Voronoi图技术进行了镍基合金蠕变氧化裂纹扩展数值模拟,分析了载荷水平、初始裂纹处晶界方向、氧扩散速率和蠕变性能对裂纹扩展行为的影响.结果表明:当载荷较小时,氧化促进效应显著;随着载荷的增加,逐渐趋于蠕变主导裂纹扩展.由于氧更易扩散,直晶界裂纹相较于斜晶界裂纹的起裂时间更短.随着氧扩散速率的增大,裂纹起裂时间缩短,且载荷越大直晶界裂纹的起裂时间越趋于稳定.蠕变本构参数对裂纹起裂时间随载荷的变化规律几乎没有影响,越难发生蠕变的材料或服役条件,...

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Published in华东理工大学学报（自然科学版） Vol. 48; no. 6; pp. 856 - 862
Main Authors 谈建平, 闫阿晨, 曾鑫, 刘长军, 蔡君, 苏东川, 邵雪娇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东理工大学机械与动力工程学院, 上海 200237%中国核动力研究设计院, 成都 610213 2022
Subjects
裂纹扩展
动态脆化
镍基合金
蠕变氧化交互
有限元
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Summary:TG132.3+2; 为研究氧敏感材料在蠕变氧化交互下裂纹扩展行为的变化规律,基于动态脆化物理机制,建立了蠕变耦合氧化损伤的数学模型,利用Abaqus和Voronoi图技术进行了镍基合金蠕变氧化裂纹扩展数值模拟,分析了载荷水平、初始裂纹处晶界方向、氧扩散速率和蠕变性能对裂纹扩展行为的影响.结果表明:当载荷较小时,氧化促进效应显著;随着载荷的增加,逐渐趋于蠕变主导裂纹扩展.由于氧更易扩散,直晶界裂纹相较于斜晶界裂纹的起裂时间更短.随着氧扩散速率的增大,裂纹起裂时间缩短,且载荷越大直晶界裂纹的起裂时间越趋于稳定.蠕变本构参数对裂纹起裂时间随载荷的变化规律几乎没有影响,越难发生蠕变的材料或服役条件,氧对断裂的影响越大.
ISSN:1006-3080
DOI:10.14135/j.cnki.1006-3080.20220107001