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基于粘聚力模型的镍基合金的蠕变-疲劳裂纹扩展数值模拟

张国滨  袁荒  
【摘要】:蠕变损伤是高温构件失效的一个重要因素。为了预测构件在蠕变环境中的疲劳寿命,材料的高温疲劳裂纹扩展被广泛研究。本文结合扩展有限元法和粘聚力模型,对镍基合金高温下的疲劳裂纹扩展行为进行了数值模拟。在试件裂纹尖端区域,引入粘聚力模型来描述局部材料的力学行为。并提出了一个修正的蠕变损伤演化方程来累积循环载荷下的蠕变损伤。疲劳和蠕变损伤分别采用独立的演化方程,并以线性关系进行累加。仿真结果与实验数据进行比较,以此来验证损伤模型及方法。结果显示数值模拟与实验数据吻合,粘聚力法有能力模拟更加复杂的载荷情况和复杂试件几何结构下的蠕变-疲劳裂纹扩展。

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