《腐蝕裂紋擴展過程中微觀-介觀-巨觀的多尺度關聯》是依託西北大學，由淡勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：腐蝕裂紋擴展過程中微觀-介觀-巨觀的多尺度關聯
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：淡勇
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
壓力容器由於裂紋引發的事故數不勝數，嚴重危及正常生產和人身安全。基於裂紋擴展動力學的安全評估對確保壓力容器的安全運行、壽命管理以及將來可能的延壽任務都有非常重要的意義。本研究以“裂紋動態擴展中的多尺度關聯”為總目標,將從裂紋尖端局部化學環境和應力應變回響出發，在已有的巨觀斷裂力學模型上分離出微觀、細觀參數,建立涉及環境-材料的微觀-介觀-巨觀相關聯的多尺度裂紋擴展動力學模型；重點是要把裂化時間與裂紋尖端的局部應力-應變狀態關聯在一起，建立一個包含微觀-巨觀尺度的多尺度裂紋擴展速率模型，分析裂紋擴展過程中進行微觀-介觀-巨觀的多尺度關聯，揭示裂紋擴展動力學機理及其發展規律。本研究主要以分子動力學、細胞自動機和有限元法為主要研究方法展開多尺度數值模擬；並通過相應的實驗研究來對模擬結果進行分析和驗證；最終對裂紋擴展的多尺度特性有比較系統地了解，為設備的安全運行和延壽工作提供相應的理論和技術支持。
結題摘要
壓力容器由於裂紋引發的事故數不勝數，嚴重危及正常生產和人身安全。腐蝕裂紋擴展過程非常複雜，它是環境-材料-受力條件下，微觀-巨觀共同作用下的結果，分析該過程運用到力學、電化學、表面科學和風險工程等基礎理論，其過程涉及到微觀尺度的初始缺陷發展到巨觀尺度的構件缺陷，屬於多尺度損傷演化問題。對裂紋擴展動力學進行深入研究對於清楚地認識裂紋擴展的機理、影響因素及其發展規律有很重要的意義。為此，本項目以“腐蝕裂紋擴展微觀-巨觀的多尺度關聯研究”為研究總目標，建立涉及環境-材料的微觀-巨觀相關聯的多尺度裂紋擴展動力學模型，把開裂時間與裂紋尖端的局部應力-應變狀態關聯在一起，以有限元法為主要研究方法通過多物理場耦合技術展開多尺度數值模擬，建立一個包含微觀-巨觀的多尺度裂紋擴展模型，並通過原位實驗對腐蝕擴展進行多尺度研究，通過模擬和實驗結果相結合對腐蝕裂紋擴展過程進行原位多尺度研究分析，從而揭示腐蝕裂紋擴展動力學機理及裂紋擴展規律。最終從多尺度對腐蝕裂紋擴展的特性有比較系統地了解，從而為設備的安全運行和延壽工作提供相應的理論和技術支持。
