平均应变对0Cr18Ni10Ti钢随机循环应力-应变关系的影响规律

试验研究了平均应变对0Cr18Ni10Ti管道钢随机循环应力．应变关系的影响规律从节约试样和试验费用角度，提出了改进的极大似然疲劳试验法，以应变比分别为-1、-0．52、-0．22、0．029．0．18和0．48完成了104个试样的应变控制疲劳试验。揭示出材料具有Masing行为和完全平均应力松弛特征，现有平均应变理论无法表征其影响。因此．首先基于Ramberg-Osgood方程，应用广义极大似然法有效地测定出各应变比的材料随机循环应力-应变关系。通过比较各应变比的循环应力幅均值、循环应力幅均方差和概率循环应力幅，揭示出高可靠性管理时．平均应变具有降低循环应力幅作用，应变比接近0时最显著．偏离逐渐减弱，说明了研究平均应变效应．仅考虑均值．可能给出错误评价；必须综合考虑均值、均方差和样本量3因素才能给出合理评价。     

平均应变对0Cr18Ni10Ti管道钢随机应变-疲劳寿命关系的影响规律

试验研究了平均应变对0Cr18Ni10Ti管道钢随机应变-寿命关系的影响规律从节约试样和试验费用角度,采用改进的极大似然疲劳试验法,应变比分别为-1、-0．52、-0．22、0．029、0．18和0．48的条件下,完成了104个试样的应变控制疲劳试验在材料具有完全平均应力松弛特征、现有平均应变理论无法表征其影响情况下,首先基于Coffin—Manson方程,应用广义极大似然法有效地测定出各应变比下材料的随机应变-寿命关系．通过比较各应变比下疲劳寿命均值、对数疲劳寿命均方差和概率疲劳寿命,揭示出0Cr18Ni10Ti管道钢高可靠性时,应变比大于0有大约1．3-1．6的正面效应,小于0为负面效应现有平均应变效应研究仅考虑疲劳寿命均值可能给出错误评价;必须综合考虑均值、均方差和样本量3因素才能给出合理评价。     

估计三种常用应力 -寿命模型概率设计 S-N曲线的统一方法

提出了适于三参数、Langer和Basquin三种常用应力－寿命模型称为广义极大似然法的估计概率设计S－N曲线及其置信限的统一方法。方法将概率设计S－N曲线表示为对数疲劳寿命均值和均方差曲线的广义形式。与现有常规和经典极大似然法方法不同,考虑所有试验数据的统计特征,应用最小二乘法先估计出均值曲线中的材料常数,然后利用极大似然原理和数学规划法估计出均方差曲线中的材料常数。有效性采用拟合相关系数、拟合误差均方差值和置信限综合评价。对反应堆不锈钢管道焊接头虚拟应力幅－裂纹萌生寿命数据及45＃碳钢成组法和极大似然法疲劳试验应力－寿命数据的分析说明了方法的有效性。一般来说,三参数模型的拟合效果最好,Langer模型次之,Basquin模型最差。本文方法的拟合效果好于现有方法,并尽量避免了现有方法受试验数据局部统计特征影响而可能给出偏于非安全估计的缺陷。     

N18合金薄壁管高温应变循环与疲劳行为研究

应用新型自研夹具对N18合金薄壁短管进行400℃下的单轴拉伸和等幅低周应变疲劳试验。试验结果表明：N18短管高温循环应力应变滞回线有良好对称性；等幅循环下短管试样在较低应变幅下表现出循环硬化特性，而在较高应变幅下表现出循环软化；在多级应变循环加载下短管试样应力幅在循环中均保持稳定，循环本构关系不受多级应变循环工况差异的影响；材料循环特性不符合Manson律。获得了用于N18合金在400℃高温下的几个寿命估算式。     

304不锈钢在单轴应变棘轮变形下的随动硬化实验研究

对304不锈钢在室温下进行了单轴应变控制下的应变棘轮变形与失效以及低周疲劳试验研究,对材料在循环过程中材料的硬化行为进行了系统的揭示。在对称应变循环下,研究了不同应变幅值下弹性区尺寸和背应力演化规律;在给定工程应变幅值和循环棘轮应变增量组合的应变棘轮变形下进行了弹性区尺寸和背应力演化研究。观察到了各向同性硬化和随动硬化演化对加载历史的依赖性。     

循环稳态或单调态下薄片小试样应力-应变关系试验方法

针对金属薄片沙漏试样，基于能量密度等效，提出了薄片小试样的弹塑性位移-载荷关系理论方程和等效应力、等效应变理论方程，进而提出了金属薄片沙漏试样循环稳态或单调态下的等效应力-等效应变关系试验方法。本文针对40种本构关系有限元分析预设材料和6种几何尺寸的沙漏试样完成了有限元分析，针对5种合金材料和2种几何尺寸的沙漏试样进行了单调拉伸和变幅对称应变循环试验，以及标准圆棒试样拉伸和变幅对称应变循环试验。结果表明，采用本文试验方法预测的材料单轴应力-应变关系与预设本构关系密切吻合，稳态对称循环下应力-应变关系与标准圆棒试样单轴拉伸及单轴循环试验结果吻合良好。     

确定不锈钢管道焊缝金属随机循环应力幅良好统计模型的方法

应变控制疲劳试验揭示了要核工程材料1Cr18Ni9Ti不锈钢焊缝金属的循环应力－应变响应存在较大的分散性,现有的定性分析可能给出偏于危险的结果。考察这一分散性和常7种统计分布对试验数据的总体拟合效果、与疲劳失效机制的一致性和设计分析结果的安全性,提出了确定循环应力幅良好统计模型效率概率试验值与理论值的相关系数来评价;与疲劳失效机制的一致性按照给定总应变下失效率随循环应力幅增加而增加的原则,根据各分布统计参量的失效率曲线来判断;设计分析结果的安全性通过识别统计分布尾部失效概率预测误差的变化趋势来进行。     

Zr-4合金小试样高温疲劳行为研究

基于Zr-4合金漏斗薄片小试样,完成了室温和400℃高温下的等幅横向应变循环与应变疲劳试验.根据弹塑性有限元分析,建立了基于局部应变等效的应变换算方法,并结合实验结果,得到了估算Zr-4合金应变疲劳寿命的Manson-Coffin模型.结果表明:低应变幅下,Zr-4合金表现出循环软化特征;高应变幅下,Zr-4合金表现出循环强化特征.高温严重降低了低应变幅下Zr-4合金的疲劳寿命,随着应变幅增加,温度影响趋弱.分析表明,基于传统应变转换公式的M-C模型用于估算疲劳寿命偏于保守.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢低周疲劳随动硬化实验研究

为了研究单调加载对1Cr18Ni9Ti不锈钢材料后继循环塑性硬化和流动特性的影响,对该材料进行了带平均应变的低周疲劳实验研究.对不同应变幅值的对称应变及非对称的应变循环进行了屈服面半径和背应力演化分析,揭示了材料的随动硬化和各向同性硬化演化对应变幅值和平均应变的依赖性.实验结果为建立循环加载和单调加载耦合的复杂加载条件下的本构模型提供了实验基础.     

国产316LN不锈钢在模拟AP1000一回路水环境中的疲劳行为

一回路水环境下的疲劳性能是核电站主管道设计寿命评估的重要参数。针对国产主管道材料316LN开展了模拟AP1000一回路水环境的低周疲劳试验,分析了疲劳行为和失效机理。研究结果表明:国产316LN峰值应力随应变幅的增大而增大,大应变幅试样在疲劳过程中先后发生了循环硬化、循环软化和失稳,而小应变幅试样在失稳前未发生明显的循环硬化和循环软化;在应变幅由0.2%逐渐增加至1.2%的过程中,疲劳周次从105逐渐降低至102;疲劳断口具有典型的疲劳断口特征,裂纹萌生于试样表面,以穿晶方式垂直于主应力方向扩展,裂纹扩展区具有典型的疲劳辉纹,辉纹上有菱形颗粒状腐蚀产物,环境辅助开裂机制倾向于氢致开裂。     

加速器驱动洁净能系统中的燃耗行为分析

研究了加速器驱动洁净核能系统（ADS）次临界反应堆内核素的演化。分析结果表明：ADS具有嬗变长寿命核废物的能力。从快堆和热堆的比较可知,ADS的快堆具有输出功率大、长寿命超铀放射性废物的累积水平低、裂变产物对反应堆反应性和能量增益影响小等优点。这些优点在利用U－Pu燃料循环的次临界堆中十分明显。对于利用Th-U燃料循环的次临界堆,热堆和快堆都是可以工作的;而对于U－Pu燃料循环的系统,快堆则是较好的选择。