基于J-A2方法的斷裂韌性轉(zhuǎn)化與反應(yīng)堆壓力容器斷裂韌性預(yù)測研究.pdf

1、斷裂力學(xué)是評估工程結(jié)構(gòu)完整性一個(gè)重要依據(jù)。斷裂的約束效應(yīng)是指實(shí)際結(jié)構(gòu)的斷裂韌性，不僅與結(jié)構(gòu)材料有關(guān)，還取決于試樣或結(jié)構(gòu)的約束水平。約束水平與試樣或結(jié)構(gòu)的幾何尺寸（裂紋的深或淺）、加載方式（彎曲或拉伸）和裂紋的幾何形狀（貫穿裂紋或表面裂紋）相關(guān)。由于實(shí)際結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)試件約束不同，實(shí)驗(yàn)室測試出來的斷裂韌性值不能直接用于結(jié)構(gòu)的安全評估。將實(shí)驗(yàn)室測試的斷裂韌性標(biāo)準(zhǔn)值，轉(zhuǎn)換為能用于實(shí)際結(jié)構(gòu)（如反應(yīng)堆壓力容器）的評估值具有非常重要的實(shí)際意義。

2、本文基于目前發(fā)展比較成熟的彈塑性斷裂力學(xué)中的J-A2雙參數(shù)方法，主要研究斷裂力學(xué)中以下問題并相繼得出對應(yīng)的結(jié)論：
　?、呕贘-A2方法研究不同約束水平下的斷裂韌性轉(zhuǎn)化。建立了不同約束水平下基于J-A2方法的斷裂韌性轉(zhuǎn)化公式。首先，通過CTOD試驗(yàn)測試裂紋深寬比為a/W=0.25（淺裂紋）、a/W=0.50（深裂紋）和a/W=0.75（更深裂紋）三點(diǎn)彎曲試樣的斷裂韌性，將CTOD測試值轉(zhuǎn)化為J積分值；然后，建立了相應(yīng)裂紋尺寸三點(diǎn)彎

3、曲的三維有限元模型，計(jì)算獲得裂紋尖端的應(yīng)力場與J積分值，有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合良好，驗(yàn)證了有限元模型的精確性。最后，基于J-A2方法斷裂韌性轉(zhuǎn)化公式對不同約束水平（深裂紋和淺裂紋三點(diǎn)彎曲）試樣斷裂韌性值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，斷裂韌性轉(zhuǎn)化值與試驗(yàn)測量值誤差較小，驗(yàn)證了J-A2方法轉(zhuǎn)化斷裂韌性的可行性。
　?、苹贘-A2方法量化反應(yīng)堆壓力容器在雙軸加載下的約束水平。建立了雙軸加載下的反應(yīng)堆壓力容器有限元三維模型，計(jì)算了不同雙軸載荷下試樣的約