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壓力容器作用點(diǎn)內(nèi)多維模擬線型的功效研討
發(fā)布者:hbftc8  發(fā)布時(shí)間:2013-06-18 16:32:46
準(zhǔn)三維模型彈塑性J積分值分段計(jì)算公式推導(dǎo)準(zhǔn)三維模型準(zhǔn)三維模型的原理及論證可參閱文獻(xiàn)<4>.三維虛擬模型之所以?xún)?yōu)于二維模型,是因?yàn)樗膽?yīng)力強(qiáng)度因子是由三維模型計(jì)算,并由二維幾何參數(shù)表現(xiàn)的,體現(xiàn)了三維模型的應(yīng)力再分配以及接管根部增厚補(bǔ)強(qiáng)對(duì)延性裂紋擴(kuò)展的影響,從而避免了二維模型過(guò)于保守的斷裂分析。

  全塑性解根據(jù)式,可以直接得到準(zhǔn)三維模型的分段全塑性解中的H2,H3可從有關(guān)斷裂分析手冊(cè)中查到。準(zhǔn)三維模型分段冪次法則J積分解雖然尚難達(dá)到三維彈塑性有限元的精度水平,但能夠滿(mǎn)足工程評(píng)定要求,這可以從與高應(yīng)變梯度異型板模型評(píng)定結(jié)果的對(duì)比中得到認(rèn)證,這就為壓力容器接管高應(yīng)變區(qū)裂紋的評(píng)定奠定了基礎(chǔ)。

  準(zhǔn)三維模型高應(yīng)變區(qū)失效評(píng)定曲線FAC的建立根據(jù)式,對(duì)于給定的a/R,可得到一系列(Je/J~Lr)數(shù)據(jù)對(duì),并可給出相應(yīng)的FAC曲線。為準(zhǔn)三維模型不同裂紋長(zhǎng)度下的FAC曲線族,中同時(shí)給出了用ROR關(guān)系擬合16MnR三種不同方法得到的FAC曲線,這三種方法分別采用擬合曲線通過(guò)屈服平臺(tái)的起點(diǎn)、中點(diǎn)及終點(diǎn)。

  準(zhǔn)三維模型FAC曲線及與ROR的比較中可以發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)三維模型FAC曲線具有如下幾個(gè)特性:(1)由于ROR關(guān)系沒(méi)有考慮材料拉伸曲線中的屈服點(diǎn)及屈服平臺(tái),因而不能采用一種ROR關(guān)系來(lái)擬合16MnR材料并求解彈塑性J積分值,否則會(huì)引起最高達(dá)3~4倍以上的偏差,有的偏于危險(xiǎn),有的又過(guò)于保守。使用受到較大的局限性,且隨著硬化指數(shù)n的增大,F(xiàn)AC曲線愈往上移。

  (2)失效評(píng)定曲線在Lr=1.0附近的陡降段證實(shí)了16MnR材料的長(zhǎng)屈服平臺(tái)的特性,由于材料在進(jìn)入性后得不到強(qiáng)化,標(biāo)志著變形功的彈塑性J積分值迅速增大,這是造成FAC曲線陡降的原因。(3)不同的裂紋比尺寸(a/R)會(huì)引起FAC曲線的變化。

  可以發(fā)現(xiàn),隨著a/R增加,曲線逐漸上移,在彈性段分散帶較大,說(shuō)明裂紋構(gòu)形對(duì)FAC曲線影響較大,而在全塑性區(qū)(Lr>0.95),分散帶逐漸變小而趨于一致,說(shuō)明裂紋體幾何對(duì)FAC的影響不大。6為準(zhǔn)三維模型和高應(yīng)變梯度異型板模型在不同裂紋比尺寸(a/R)下的FAC曲線對(duì)比,每中同時(shí)繪入了英國(guó)R6第三版選擇1通用曲線。從中可以看出:(1)準(zhǔn)三維模型和高應(yīng)變梯度異型板模型的FAC曲線具有相似的形狀和變化趨勢(shì),這充分反映了16MnR材料的變形性能和接管區(qū)的受力特性。(2)由于準(zhǔn)三維模型考慮到了接管區(qū)的應(yīng)力再分配以及根部增厚補(bǔ)強(qiáng)對(duì)延性裂紋擴(kuò)展的影響,其承載能力高于高應(yīng)變梯度異型板模型約10%~15%.

  結(jié)論(1)材料滿(mǎn)足ROR關(guān)系的EPRI彈塑性J積分解不能直接用于我國(guó)具有屈服平臺(tái)鋼種16MnR的彈塑性J積分計(jì)算,兩者最大誤差達(dá)3~4倍以上,這在工程上是不允許的。(2)在模擬接管高應(yīng)變區(qū)特性方面,準(zhǔn)三維模型的承載能力高于高應(yīng)變梯度異型板模型約10%~15%,并不失安全性,因而具有更廣的應(yīng)用性。

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