40CrNi2MoV钢应力松弛特性研究

为获得４０ＣｒＮｉ２ＭｏＶ钢的高温松弛性能,对该材料进行了松弛试验研究。试验数据经回归和高通量得到了所有用于表征材料抗松弛性能的材料常数,并得到与试验结果吻合良好,可反映松弛全过程的松弛曲线表达式。试验结果表明,该材料具有良好的抗松弛性能。还对工程应用中的不同初应力,松弛应变速率和试验结果外推等问题进行了讨论,认为当材料的松弛极限较高时,在强度允许的条件下,有可能通过加大初应力来延长服役周期或减小     

NiTiNb形状记忆合金的应力松弛研究

为了解NiTiNb形状记忆合金的高温松弛性能,进行了高温下的松弛试验。由应力松弛与蠕变的关系,推导得到松弛曲线表达式。通过实验数据回归,发现松弛曲线表达式与实验结果吻合良好,并得到了表征材料抗松弛性能的材料松弛特征系数和剩余应力比。结果表明,温度越高,初始应力越大,应力松弛越明显;当温度在300～400℃,初始应力在260～360MPa时,NiTiNb的应力松弛很小;在高温下NiTiNb的抗松弛性能优于NiTiFe,更适合于高温下使用。     

TMSR-LF1停堆系统高温螺栓连接结构应力松弛分析与结构安全评定

钍基熔盐液态堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel 1,TMSR-LF1)停堆系统螺栓连接结构服役环境约在650°C的高温区域,连接结构包括三种材质的构件;升温过程热膨胀以及高温下寿期内的蠕变效应,对螺栓的预紧力都有很大影响。本文采用ANSYS程序,对TMSR-LF1停堆系统高温螺栓连接结构,在预紧载荷及热膨胀组合作用下的结构进行了应力分析和寿期内蠕变应力松弛分析。考虑从常温升高至工作温度的过程中,连接结构件由于使用不同材料,其热膨胀差导致预紧力发生变化的过程;着重研究分析运行寿期内螺栓结构材料的高温蠕变,所引起应力松弛的变化规律,及其对螺栓连接结构预紧力的影响;并根据ASME-III-5-HBB规范对螺栓进行力学分析和应力评定,论证该螺栓连接件全寿期内结构安全可靠。     

基于蠕变的高温构件应力松弛损伤模型

基于SchIottner-Seeley平均蠕变断裂速率原理和松弛方程,构建了应力松弛损伤模型;采用该模型对高温紧固材料1Cr10NilMoW2VNbN进行了损伤预测和实验验证.结果表明,该模型预测的数据与实际试验结果吻合较好.     

N18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能

本工作试验研究20~700℃、不同应变加载速率下N18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能。结果表明,N18合金的单轴拉伸应力-应变曲线出现明显的屈服拐点,且温度低于500℃时呈现后继屈服强化,高于500℃后又呈后继屈服软化。除横向试样的断面收缩率高于轧向试样外,试样取向对N18合金的单轴性能影响不大。温度低于300℃时,N18合金的应变速率敏感性受温度的影响不大;350℃时,N18合金的敏感系数达到最小值,其后,对应变速率的敏感性随着温度的升高逐渐增强。N18合金在不同温度和应变水平下均产生明显的应力松弛。在300℃以内,最大应力松弛程度受温度影响较小,且随应变水平的增大明显降低;在350~550℃范围内,应变水平越高,对应的最大应力松弛程度越大;N18合金的最大松弛程度在350℃附近出现最小值。在350~450℃范围内,N18合金表现出明显的动态应变时效特性。     

考虑应力松弛和辐照影响的堆内构件压紧弹簧疲劳可靠性评估方法

针对反应堆堆内构件压紧弹簧疲劳失效模式,在考虑应力松弛和辐照影响的条件下基于仿真方法开展可靠性评估。首先结合疲劳模型和平均应力松弛Landgraf模型,考虑辐照对疲劳参数的影响,构建了压紧弹簧疲劳寿命模型。在压紧弹簧疲劳寿命模型基础上,根据广义应力-强度干涉模型定义压紧弹簧可靠度并开展灵敏度分析。以非能动压水堆AP1000压紧弹簧为例进行案例分析,在95%置信度水平下,分别计算了可靠度为95%和50%时对应的疲劳寿命。结果表明,若不考虑应力松弛,压紧弹簧总疲劳寿命下降88.3%;从经济性角度考虑寿命预测结果较为保守。通过灵敏度分析发现对可靠度影响较大的设计变量是弹性模量和疲劳强度系数,在一定可靠度下可以通过调整设计变量对压紧弹簧的疲劳可靠性评估进行优化。      

粘弹阻尼材料动态本构关系研究

对丁基橡胶粘弹阻尼材料进行了不同温度的频率扫描和动态位移扫描实验.基于RT模型,本文提出了改进的M-RT模型,该模型同时考虑了温度、频率和动态位移对材料动态力学行为的影响,通过与实验结果比较分析,表明该模型能较好地描述该材料在宽温、宽频和宽动态位移的动态力学行为和预测温度、频率和动态位移对应力-应变迟滞回线的影响.     

基于Z′参数的高强铝合金稳态蠕变速率可靠性研究

建立了基于速率温度参数模型的新型高强铝合金Z′参数表达式及稳态蠕变速率 可靠度预测方法,Z′参数表征稳态蠕变速率数据偏离速率温度参数模型主曲线的程度。结合实测数据,研究了Z′参数的统计分布规律。基于Z′参数,分别得出新型高强铝合金实验应力 速率温度参数 可靠度曲线和温度 许用应力 可靠度曲线。结果显示,新型高强铝合金Z′参数满足正态分布规律。稳态蠕变速率预测上限随可靠度的增加而升高。外推至稳态蠕变速率上限10-7 h-1时,新型高强铝合金在50、80 ℃下的许用应力（可靠度997%）分别为4700、2945 MPa。与传统安全系数法相比,基于Z′参数的预测结果更合理。     

PWR燃料组件定位格架夹持力辐照松弛的研究

PWR 燃料组件定位格架夹持力在辐照场中的松弛行为是定位格架设计中值得重视的问题。本文介绍了定位格架夹持力辐照松弛研究中几种适用的测量方法及其特点,如在实验室研究中测定位格架弹簧力的松弛,在辐照后的17×17验证组件中测燃料棒在栅元中的移动力和滑动力、在抽出燃料棒的空栅元中测栅元摩擦力及栅元尺寸等方法。经比较,各种方法测得的结果基本一致。根据实测结果,还分析了定位格架夹持力辐照松弛的主要影响因素,如快中子积分通量、材料、几何形状、热处理制度及燃料棒直径变化等。说明对新设计的定位格架进行真实工况下的堆内辐照试验颇有意义。     

Zr-Sn-Nb-Fe合金两相区流变行为与本构模型研究

为准确描述材料的高温流变行为，本文通过利用单向压缩试验对Zr-Sn-Nb-Fe合金在温度为650～800℃、应变速率为0.01～1 s^-1时的热变形行为进行研究，建立了Zr-Sn-Nb-Fe合金应变补偿型Arrhenius本构模型，并评估了该模型的预测能力。结果表明，Zr-Sn-Nb-Fe合金是一种对温度和应变速率较敏感的材料，其流变曲线呈现为动态再结晶型，流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。采用本文所建本构模型对Zr-Sn-Nb-Fe合金的流动应力进行预测，结果显示，各工艺参数下流动应力预测值与实验值均吻合良好，模型预测值与实验值的平均相对误差绝对值为4.77%,相关系数为0.988 3,表明模型的预测精度较高。