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在役设备材料小冲杆试验技术与分析方法进展

丁克勤  
【摘要】:小冲杆试验(SMALL PUNCH TEST)技术是一种应用于工业设备剩余寿命预测和结构完整性评定的新技术。它的特点是只需要在设备的表面切取厚度约0.3mm-0.5mm和直径为6mm-10mm的圆片,进行冲压试验,便可以测定该材料的损伤程度和各项力学性能:弹性模量,屈服强度,塑性性能,抗拉强度,韧-脆转变温度,断裂韧度,蠕变性能和损伤性能等,从而为剩余寿命预测和结构完整性评定提供可靠的依据。此外,该技术的取样和试验都相当简单易行,试件取样后无须对设备修复,可看作准无损测量技术。该技术自八十年代初提出以来,已经有了很大的进展,在美国、欧洲、日本和澳洲的核反应堆和电站设备评定中得到应用,相应的规范也在建立之中。由于从小冲杆试验的测量结果来确定材料的力学性能是一个反问题,因此,与此有关的反问题分析方法也得到了相应的发展。本文综述小冲杆试验的测量技术及从测量数据来确定材料参数的各种计算方法,例有限元分析和参数法、反向有限元法、有限元和反方法、反向识别和人工神经网络、有限元优化和试验变形形状以及杂交反方法等。

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