《高溫構件循環黏塑性行為及本構理論》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版
基本介紹
- 中文名：高溫構件循環黏塑性行為及本構理論
- 作者：軒福貞,趙鵬
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年1月1日
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
- ISBN：9787030676085
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《高溫構件循環黏塑性行為及本構理論=Cyclic Viscoplasticity Behavior and Constitutive Theory of High Temperature Structures》是一本機械強度領域的專著，主要闡述高溫循環載荷下構件和材料的黏塑性行為及本構理論。《高溫構件循環黏塑性行為及本構理論=Cyclic Viscoplasticity Behavior and Constitutive Theory of High Temperature Structures》共分 10章，內容包括：基本概念和基本方程、棘輪 -蠕變互動作用、平均應力鬆弛、滯彈性效應、應力疲勞中的位錯崩塌效應等循環黏塑性行為和微觀機制，描述上述行為特徵的物理機制本構、晶體塑性本構、黏塑性唯象本構、統一黏塑性本構、損傷耦合本構，以及黏塑性行為對疲勞壽命的影響及壽命預測模型修正，為材料 -結構一體化強度分析提供了一定的理論基礎。
圖書目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 高溫裝備——面向現代高技術的挑戰 1
1.2 高溫構件強度涉及的基本要素 3
1.3 高溫構件循環黏塑性行為的基本特徵 5
1.3.1 循環黏塑性行為及基本特徵 5
1.3.2 高溫蠕變及循環黏塑性耦合的行為特徵 7
1.3.3 循環變形的微觀特徵及研究現狀 10
1.4 高溫構件循環本構模型發展簡述 14
1.5 本書的基本框架及邏輯路線 16
參考文獻 17
第2章 循環黏塑性變形的基本特徵與概念 20
2.1 基本概述 20
2.2 包辛格效應 22
2.3 循環硬化/循環軟化 23
2.4 Masing效應及應變範圍效應 25
2.5 棘輪效應/平均應力鬆弛 26
2.6 平均應力相關的硬化行為 27
2.7 歷史記憶效應 28
2.8 循環塑性-蠕變/鬆弛的互動效應 29
2.9 小結 31
參考文獻 32
第3章 黏塑性循環本構的基本方程 34
3.1 引言 34
3.2 巨觀唯象循環塑性及黏塑性本構模型 35
3.2.1 主控方程 35
3.2.2 非線性隨動硬化律及其發展 37
3.2.3 時間相關的循環變形 41
3.3 基於微細觀組織演化特徵的本構模型 43
3.4 小結 46
參考文獻 46
第4章 高溫構件的循環黏塑性特徵及微觀機制 50
4.1 超超臨界電站典型材料的高溫疲勞試驗 50
4.1.1 X12CrMoWVNbN10-1-1汽輪機轉子鋼 51
4.1.2 P92高溫管道鋼 53
4.2 循環黏塑性分析的內應力劃分理論 55
4.3 疲勞載荷下的循環塑性特徵及微觀機制 58
4.3.1 載荷水平相關的循環軟化行為及變形特徵 59
4.3.2 載荷水平對循環軟化過程中的內應力演化的影響 63
4.3.3 載荷水平對循環軟化過程中的微觀組織演化的影響 64
4.4 載荷控制模式對循環黏塑性行為的影響及微觀機制 67
4.4.1 不同控制模式下的循環回響及內應力演化 67
4.4.2 循環內應力演化的微觀機制 69
4.5 循環平均應力鬆弛的行為特徵及微觀機制 72
4.5.1 循環平均應力鬆弛行為的巨觀特徵 72
4.5.2 循環平均應力鬆弛相關的內應力演化 74
4.5.3 循環平均應力鬆弛相關的微觀組織演化 76
4.5.4 微觀組織與循環內應力演化的關聯 78
4.6 高溫疲勞載荷下的蠕變效應及微觀機制 79
4.6.1 循環軟化與應力鬆弛互動的加速效應 80
4.6.2 循環軟化與應力鬆弛的互動作用的微觀機制 82
4.7 高溫疲勞中的滯彈性效應及動力學機制 85
4.7.1 循環載荷下的滯彈性回復現象 85
4.7.2 滯彈性回復效應的動力學機制 86
4.8 高溫疲勞過程中的棘輪-蠕變互動效應及微觀機制 88
4.8.1 棘輪-蠕變互動效應及微觀組織來源 88
4.8.2 蠕變-棘輪互動效應的微觀機制分析 94
4.9 小結 97
參考文獻 98
第5章 基於位錯演化機制的循環黏塑性本構模型 102
5.1 引言 102
5.2 不同載入模式下位錯演化動力學 103
5.2.1 不同載入模式下的循環滯後迴環分析 103
5.2.2 應力疲勞中的位錯崩塌動力學 104
5.3 基於位錯演化的循環黏塑性模型 108
5.3.1 應變疲勞(或應力疲勞的F1階段) 110
5.3.2 應力疲勞(F1+F2階段) 111
5.3.3 位錯互動作用的機率性分析 113
5.4 模型參數的確定 114
5.4.1 參數標定過程 114
5.4.2 循環變形的幅值相關性 117
5.5 基於 9-12%馬氏體鋼的套用驗證 119
5.5.1 巨觀變形回響 119
5.5.2 內應力狀態及微結構演化 121
5.6 小結 125
參考文獻 126
第6章 基於晶體塑性理論的微觀黏塑性本構模型 129
6.1 引言 129
6.2 體心立方(BCC)晶體中的滑移系 130
6.3 不均勻粗化對背應力組分的影響 134
6.4 基於晶體塑形理論的黏塑性本構模型 136
6.4.1 單晶模型 136
6.4.2 多晶模型 141
6.5 模型套用案例——9-12%馬氏體鋼 141
6.5.1 晶體塑性模型參數的標定 141
6.5.2 循環軟化的模擬 144
6.5.3 滯後迴環的模擬 146
6.5.4 微觀組織演化的模擬 147
6.6 小結 148
參考文獻 149
第7章 循環平均應力鬆弛行為特徵及黏塑性模型 151
7.1 引言 151
7.2 循環平均應力鬆弛行為的特徵 152
7.2.1 單調變形的率相關效應 152
7.2.2 對稱應變循環條件下的軟化行為特徵 152
7.2.3 非對稱條件下的平均應力鬆弛及循環軟化行為 154
7.3 考慮平均應力鬆弛的本構模型 157
7.3.1 Abdel-Karim-Ohno模型對於棘輪預測的適用性 157
7.3.2 主控方程 157
7.3.3 各向同性硬化法則 158
7.3.4 隨動硬化法則 158
7.3.5 應力鬆弛因子 159
7.4 模型中材料參數確定 160
7.4.1 拉伸參數 160
7.4.2 各向同性硬化模型參數 161
7.4.3 隨動硬化模型參數 162
7.4.4 應力鬆弛因子參數 163
7.5 對平均應力鬆弛再現能力的驗證 167
7.6 小結 171
參考文獻 171
第8章 循環軟化與應力鬆弛的互動效應及本構模型 173
8.1 引言 173
8.2 循環軟化與應力鬆弛的互動效應 174
8.3 Chaboche模型用於蠕變-疲勞互動效應的評價 178
8.3.1 主控方程 178
8.3.2 內部變數演化準則 179
8.3.3 Chaboche模型的蠕變-疲勞模擬能力驗證 180
8.4 循環軟化和應力鬆弛互動效應的統一黏塑性本構模型 181
8.4.1 隨動硬化準則 182
8.4.2 各向同性硬化準則 183
8.5 模型參數的確定 184
8.6 模型的驗證及討論 186
8.6.1 蠕變加速循環軟化行為的模擬 186
8.6.2 循環減速應力鬆弛行為的模擬 187
8.6.3 疲勞與蠕變-疲勞滯迴環回響的模擬 191
8.7 小結 194
參考文獻 195
第9章 棘輪與蠕變的互動效應及損傷耦合黏塑性本構模型 197
9.1 引言 197
9.2 棘輪與蠕變互動效應的巨觀回響特徵 198
9.2.1 非對稱循環載荷下的棘輪效應 198
9.2.2 零平均應力下的棘輪效應 203
9.2.3 蠕變-棘輪互動效應 205
9.3 基於棘輪模擬的現有本構模型特徵 209
9.3.1 基本方程的各向異性特徵 210
9.3.2 棘輪變形行為的靜態回復和臨界值特徵 210
9.3.3 循環軟/硬化行為的形狀硬化特徵 211
9.4 本構模型參數的確定 213
9.5 統一黏塑性循環本構模型模擬能力的評估與討論 217
9.6 損傷耦合統一黏塑性循環本構模型 220
9.6.1 損傷耦合本構方程 221
9.6.2 各向同性損傷演化準則及改進 222
9.6.3 損傷參數的確定 224
9.7 損傷耦合本構模型的模擬結果與討論 225
9.7.1 零和非零平均應力棘輪行為的模擬 225
9.7.2 蠕變-棘輪行為的模擬 227
9.7.3 疲勞和蠕變-疲勞行為的模擬 227
9.8 小結 229
參考文獻 230
第10章 考慮高溫循環黏塑性特徵的壽命預測模型 232
10.1 引言 232
10.2 高溫疲勞的拉壓不對稱特徵及壽命模型 233
10.2.1 高溫疲勞中的拉壓不對稱行為 233
10.2.2 不同載荷控制模式下9-12%Cr鋼的壽命修正模型 238
10.3 非對稱載入中的滯彈性回復行為與壽命模型的修正 242
10.3.1 滯彈性回復對蠕變疲勞載荷下循環變形的影響 242
10.3.2 時間分數法修正 251
10.3.3 延性耗竭法修正 254
10.4 小結 257
參考文獻 258
主要符號說明 260
