HS环境中疲劳裂纹扩展速率数学模型的建立及行为研究

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第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 关于腐蚀疲劳问题的研究现状

1.2.1 腐蚀疲劳裂纹扩展性质的研究

1.2.2 不同腐蚀环境下腐蚀疲劳裂纹扩展的研究

1.2.3 不同材料的腐蚀疲劳裂纹扩展研究

1.2.4 腐蚀疲劳裂纹扩展速率的工程表达

1.2.5 腐蚀疲劳裂纹扩展行为的数值模拟

1.3 研究内容

1.4 研究路线

第2章 腐蚀疲劳实验原理及设计

2.1 实验背景

2.2 低周疲劳的概念与特点

2.3 实验原理

2.3.1 试样形式

2.3.2 使用柔度法测量裂纹裂纹扩展速率

2.4 腐蚀环境中的疲劳裂纹扩展实验

2.5 腐蚀疲劳实验的特点及测量难点

2.6 腐蚀疲劳测试平台的搭建

2.6.1 硬件改造

2.6.2 软件改造

2.7 本章小结

第3章 腐蚀疲劳实验分组及结果

3.1 实验材料的力学性能与化学成分

3.2 实验环境

3.3 应力比及频率

3.4 实验分组

3.5 X70管线钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率实验结果

3.5.1 X70管线钢空气中的疲劳裂纹扩展速率

3.5.2 X70管线钢在不同腐蚀环境中疲劳裂纹扩展速率

3.6 本章小结

第4章 腐蚀疲劳裂纹扩展模型的研究及讨论

4.1 疲劳裂纹扩展规律

4.1.1 疲劳裂纹扩展过程的描述

4.1.2 疲劳裂纹扩展的数学表达

4.2 腐蚀环境对疲劳裂纹扩展的影响

4.2.1 腐蚀疲劳裂纹扩展的一般规律

4.2.2 腐蚀疲劳裂纹扩展模型

4.3 腐蚀疲劳裂纹扩展数学模型的建立

4.3.1 构造反映裂纹扩展速率截距变化的修正因子A

4.3.2 构造反映裂纹扩展速率斜率变化的修正因子B

4.3.3 腐蚀疲劳裂纹扩展数学模型内各项参数的确定

4.3.4 本文所构造的腐蚀疲劳裂纹扩展数学模型的误差分析　　　

4.4 各项因素对腐蚀疲劳裂纹扩展影响的讨论

4.4.1 关于修正因子A的讨论

4.4.2 关于修正因子B的讨论

4.4.3 关于腐蚀疲劳裂纹扩展速率的讨论

4.5 本章小结

第5章 各因素对腐蚀疲劳断口形貌的影响

5.1 失效形式的判断

5.1.1 韧性断裂的微观判据

5.1.2 脆性断裂的微观判据

5.1.3 低周疲劳断裂的微观判据

5.1.4 应力腐蚀断裂的特征和判断

5.1.5 腐蚀疲劳断裂的特征和判断

5.2 实验仪器

5.3 腐蚀疲劳试样的断口形貌分析

5.3.1 环境介质浓度对断口形貌的影响

5.3.2 应力比对断口形貌的影响

5.3.3 频率对断口形貌的影响

5.4 本章小结

第6章 腐蚀疲劳裂纹扩展的数值模拟

6.1 边界元法基础

6.1.1 边界元理论求解

6.1.2 基本解或开尔文解

6.2 线弹性断裂力学的基础理论

6.2.1 张开型裂纹尖端附近的应力和位移

6.2.2 应力强度因子的求解

6.3 使用边界元法模拟疲劳裂纹扩展

6.3.1 疲劳裂纹扩展模拟的程序框图

6.3.2 FRANC3D软件简介

6.3.3 腐蚀疲劳裂纹扩展实验过程的边界元法模拟

6.3.4 腐蚀环境中实际构件的边界元法模拟

6.4 本章小节

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 下一步工作展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢