力学 >> 安全与环境学报 >> 2006年6卷5期 >> 摘要

氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型的应用

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冯吉利[1,2] 何满潮[1] 刘赵淼[2] 杨庆生[1]

[1]中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院,北京100083 [2]北京工业大学机电学院,北京100022

《安全与环境学报》

2006年第6卷第5期

摘　　要:

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小规模屈服、小规模氢化物沉淀条件下，应用有限元法研究氢化物诱致金属稳态裂纹扩展的信息。在考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物／固溶变形等多物理的耦合现象条件下，有限元结果和导出的分析表达式给出的结果都证实应力平稳平台的存在，且两种计算结果相当一致。分析关系式基于氢化学平衡并明确表明了温度、远端氢浓度和氢化物弹性性态效应。裂纹尖端场特性用于发展断裂准则和估计应力强度因子阈值。当归一化应力强度因子趋于零时，临近应力强度因子阈值的裂尖场产生，表现为氢化物沉淀区出现常静水应力。随着归一化应力强度因子值增加，裂纹扩展裂尖场从阶段Ⅰ演化到阶段Ⅱ，氢化物沉淀区域实际尺寸减小并偏离平台水平，裂尖场附近的力学响应基本和金属中不含有氢的工况一致，此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度。 (共5页)