超高强度套管TP165V开发及蠕变应力分析

针对蠕变地层用套管套损问题,设计开发一种新型超高强度套管,套管钢级达到165 ksi,横向冲击值不低于55 J,纵向冲击值不低于70 J,套管抗挤毁强度超过182 MPa。采用有限元方法分析套管受到的蠕变应力和弹性应力。试验表明套管极限抗挤毁强度超过200 MPa;以中原油田产层最大地应力约50 MPa为例,套管实际抗挤毁强度达到最大地层压力4倍。研究发现套管弹性应力和蠕变应力随着两向地应力差异增加而增加,且蠕变应力增加幅度高于弹性应力;当盐膏层被溶解产生孔洞后,胶结面处应力先增加后减小,最后趋于稳定。

纳米压痕法研究80Au/20Sn焊料蠕变应力指数

室温下通过恒加载速率/载荷纳米压痕法对铸态80Au/20Sn焊料进行了测试,得到了压痕试样的载荷—位移曲线.试验表明,加载速率对载荷一位移曲线影响显著,较低的加载速率产生了较大的位移变化;加载阶段,较低的加载速率导致了较大的压痕深度;载荷保持阶段,压痕深度的变化表明在该阶段发生了蠕变,较高的加载速率导致了较大的蠕变应变率.结果表明,基于压痕做功概念得到的蠕变应力指数与传统单轴拉伸或压缩蠕变测试得到的数值具有较好的一致性,该测试和分析方法可行.

非均匀载荷下厚壁圆筒稳态蠕变应力的计算

根据多维应力下稳态蠕变的基础理论,采用应力函数法推导出一类外边界固定、内边界受非均匀载荷的厚壁圆筒稳态蠕变应力计算公式;分析了不同外内径比K下厚壁圆筒的蠕变应力和应力分布情况,证实最大蠕变应力发生在厚壁圆筒内边界最大受力处,厚壁圆筒的最大蠕变应力随着壁厚的增加呈现出先增加后减小的规律,且当K=1.58时蠕变应力最大。应用所得计算公式,针对工程中油膜轴承衬套因承受油膜压力而发生的蠕变问题进行了蠕变应力解析求解。通过蠕变拉伸试验,得到了衬套内壁材料的诺顿稳态蠕变本构方程,并根据蠕变系数,利用有限元分析软件ANSYS计算了衬套的蠕变应力。最后,比较了上述2种方法得到的蠕变应力,表明文中给出的计算方法与有限元方法所得结果吻合,验证了该解析算法的正确性,从而可以为厚壁圆筒的结构设计和多维蠕变应力解析求解提供理论依据。

蠕变现象的小冲杆试验研究——蠕变应力分析

主要阐述根据小冲杆试样实测中心挠度求蠕变应力的问题。包括 :借助“表征”概念 ,将试样中心点视为整片试样的表征点 ;利用压力容器薄膜理论之力平衡关系确定特定时间状态下试样中心区域的应力状态 ,推导小冲杆试样中心点的蠕变应力估算公式 ;按该估算公式处理 12Cr1MoV钢在特定试验条件下获得的小冲杆蠕变试验数据 ,并对比由此求得的蠕变应力—时间关系与有限元计算的同类结果 ,根据两者的一致程度判定应力计算模型和工程估算公式的可信度。最后 。

竹材蠕变应力指数的确定

对拉伸蠕变与球型压头下的压痕蠕变进行了理论分析,推导出宏观压痕试验得出的压痕蠕变应力指数与单轴拉伸试验得出的蠕变应力指数相等。在此基础上,以毛竹为研究对象,测试了其拉伸蠕变和宏观压痕蠕变,并分析了两者的蠕变行为及其联系。结果表明:竹材拉伸蠕变变形、竹材端面压痕蠕变压痕位移随时间和荷载的增加而增大,弹性段应变与应力呈线性关系;拉伸蠕变试验所测得的蠕变应力指数为1.36,在240、480、720 N的规定试验力下,竹材端面压痕蠕变试验所得的蠕变应力指数为1.47。

蠕变应力对镍基超合金显微组织的影响

蠕变应力会改变沉淀硬化合金中沉淀相的形貌和分布。这会导致形成晶界附近的无沉淀区(PFZs)。镍基超合金在发生蠕变或进行超塑性变形期间,在垂直于拉伸轴的晶界区附近通常会形成PFZs区。但是,PFZs也可能在平行于拉伸轴的晶界上。晶界附近的PFZs可能在三重结点或晶间界面处引起裂纹,并使裂纹沿PFZs内的晶界扩展。因此,搞清楚PFZs的形成机制是非常重要的。有人认为,由于晶界滑动或迁移而引起的质点拖曳效应或溶解作用,会导致PFZs的形成。

ASME高温规范中蠕变断裂应力最小值和平均值的关系及理论公式的探讨

最小蠕变断裂应力S_(r)以及与温度和时间有关的应力强度值S_(t)是ASME高温规范弹性方法评价结构应力和变形限制的关键参数。基于Larson-Miller参数法,以316H不锈钢为对象,溯源了蠕变断裂应力拟合过程,并建立了蠕变断裂应力平均值与最小值之间理论公式。基于理论公式进行了参数分析,阐明最小断裂应力与平均断裂应力的比值随温度和时间的关系,并对ASME规范中1.25 S_(t)系数进行了探讨。分析结果表明,对应钠冷快堆设备工作温度550℃,在ASME规范第Ⅲ卷NH篇附录T-1310中,使用1.25 S_(t)作为限值的方法偏不保守,推荐采用1.20 S_(t)代替。

变电站地下雨水泵站外墙和底板温度场和蠕变应力场有限元仿真分析

本文首先阐述了采用自编程序计算混凝土温度场和蠕变应力场的基本理论,然后对潍坊某特高压变电站地下雨水泵站的外墙和底板的温度场和蠕变应力场实时变化进行了分析.结合雨水泵站施工期温度监控数据和计算结果,验证了程序的合理性,同时也验证了程序可以较好地考虑混凝土早龄期特性,最后对地下雨水泵站温控防裂中如何做好温控措施提出了建议.

包壳管用SZA-6锆合金的高温单轴拉伸蠕变行为

在应力117,137,157 MPa及温度633,658,683 K条件下对包壳管用SZA-6锆合金进行单轴拉伸蠕变试验,研究了该合金的单轴拉伸蠕变行为,并通过蠕变应力指数和蠕变激活能分析其蠕变控制机制。结果表明:SZA-6锆合金在不同试验条件下的稳态蠕变速率在0.34×10^(-8)~9.77×10^(-8)s^(-1)范围,随着试验温度的升高或应力的增大,稳态蠕变速率增大;在658 K温度下,当应力由117 MPa增大至157 MPa时,蠕变应力指数由5.66增大至8.69;在117 MPa应力下的蠕变激活能为181.76 kJ·mol^(-1)。117 MPa应力下的蠕变控制机制以晶界滑移为主,不受试验温度影响;当应力增大至137 MPa、试验温度为658 K时,位错攀移机制对蠕变行为起主导作用。

基于多应力蠕变回复试验的沥青结合料高温性能评价

为了更好地评价沥青结合料的高温路用性能,基于动态剪切流变仪(DSR)的应用,选用基质沥青和SBS改性沥青,在通过震荡试验确定沥青PG高温等级的基础上,采用多应力蠕变回复(MSCR)试验对比分析和评价了沥青结合料的高温抗车辙性能.结果表明,现有规范中的震荡试验得到的车辙因子指标G*/sinδ可以很好地评价基质沥青的高温性能(不适用于改性沥青);而MSCR试验得到的回复率R能很好地表征改性沥青的延迟弹性,蠕变柔量J nr则可以考虑取代车辙因子作为沥青结合料高温性能评价的新指标.此外,SBS改性沥青的应力敏感性问题比基质沥青更为显著.

腰椎L_4松质骨应力松弛蠕变方程

研究正常国人新鲜尸体腰椎L 4椎体松质骨的粘弹性力学性质,为临床提供生物力学参数。在Shimadzu AUTOGRAPH电子万能试验机上,对L4椎体松质骨试样进行应力松弛蠕变实验。得出了L4椎体应力松弛蠕变曲线,以三参数模型处理实验数据,得出应力松弛蠕变方程。结果表明:L4椎体7200s,应力松弛量为0.232MPa、蠕变量为0.271%。

蠕变性能失配对应力腐蚀裂尖力学场的影响

核电一回路中应力腐蚀开裂(SCC)是奥氏体不锈钢和镍基合金的主要失效形式。金属在高温水中会发生蠕变,从而影响了裂纹的扩展速率。以紧凑拉伸试样为研究对象,采用ABAQUS软件,分析了蠕变失配对SCC裂尖应力、应变以及蠕变速率和裂纹扩展速率的影响。结果表明,蠕变会使裂尖处的高应力在短时间内快速减少,但对应变的影响不明显。随着失配比的增加,C_t积分增大,同时裂纹扩展速率也越大,裂纹在蠕变主导下更易扩展。

髌骨软骨拉伸应力松弛蠕变实验研究

目的 研究正常国人 8具新鲜尸体髌骨软骨的力学性质 ,为临床提供生物力学参数。方法 对正常国人新鲜尸体髌骨软骨一维拉伸力学性能和拉伸应力松弛、蠕变粘弹性力学性质进行实验研究。结果 获得了髌骨软骨一维拉伸的破坏载荷、伸长比、张应力、张应变等测试结果 ,以多项式用最小二乘法对拉伸实验数据进行拟合 ,得出了半月板的应力 -应变关系表达式和应力 -应变曲线。还得出了应力松弛、蠕变数据、曲线和归一化应力松弛函数、归一化蠕变函数数据、曲线。对实验数据以最小二乘法进行处理 ,得出了G(t)表达式 ,根据准线性理论得出了半月板的松弛函数K(λ、t)=G(t)T(e) (λ)的表达式。结论 髌骨软骨单向拉伸最大载荷为 3 8.5 4± 4.1 8N ,伸长比为 1 .3 1 2± 0 .0 1 8,张应力为 6.65± 0 .83MPa ,应变为 3 4.0± 3 .6%。应力松弛曲线是以对数关系变化的 。

金属波齿柔性石墨复合垫片蠕变-应力松弛性能研究

垫片的蠕变-应力松弛特性对螺栓法兰密封连接系统的可靠性有显著的影响。作者按照GB/T19066.3的实验条件对标准规格为D65.5mm×50.5mm×2.5mm 3种不同几何尺寸的金属(06Cr19Ni10+柔性石墨)波齿复合垫片进行蠕变-应力松弛实验研究,从而找出应力松弛特性影响因素及其规律,为工程实践提供科学指导。

新型恒应力蠕变试验机装置研制及应用

基于原有蠕变试验机在实际测量过程中实验误差较大,不能实现恒应力加载,对其进行了改进,设计了一种新型恒应力蠕变试验机。对新型恒应力蠕变试验机加载力臂的结构进行了理论计算推导,分析了加载力臂设计的可靠性,并用该试验机测试了GH4169合金的蠕变曲线。结果表明,新型恒应力蠕变试验机可以保持蠕变试样始终受到恒定应力,能实现更精确地测量金属材料的蠕变性能的目的。

多级应力重复蠕变恢复试验应用于沥青高温性能评价

选用8种不同种类的沥青材料,按照AASHTO TP70-13(2013)所规定的多级应力重复蠕变恢复试验(MSCR)进行了一系列试验。通过试验发现,在温度-Jnr双对数坐标下,沥青的不可恢复柔量与温度具有明显的线性关系,改性沥青与基质沥青相比表现出更为复杂的高温力学行为;另一方面,改性沥青的不可恢复柔量差Jnrdiff远大于基质沥青,按照AASHTO MP19-10(2013)中关于Jnrdiff不大于75%作为交通量等级划分指标对于某些改性沥青并不适用,该指标的应用值得商榷。

双重老化下高聚物流动微区的关联性局部化重排同其非指数性粘弹行为间的相关性（I）：一组具有K-W-W伸展指数函数的应力松弛模量和蠕变柔量对比态普适方程

基于α-和β-微区、微晶、交联和缠结链组网络结构和非线性粘弹性复相涨落模型，提出了双重（物理和力学）老化下不同尺寸和末端向量高分子链组的流动化微区内关联性局部化重排动力学新理论，它能把初级α-微区的降解作用和次级β-微区的再生效应对剪切速率、尺寸大小和温度依赖性有机结合起来．然后用统计力学和动力学结合法计算了三种不同类型高聚物在等温等压双重老化过程中多元链组的总构象改变自由能，证实了它起源于多元链组的尺寸大小、形状和体积的变化．推导出了它们单向拉伸下的本构方程、应力松弛模量和蠕变柔量表征式以及它们相对应的两组对比态普适方程．结果表明该两组对比态下应力松弛模量和蠕变柔量普适方程均具有同K-W-W伸展指数函数完全一致的形式．最终又建立了该两组对比态普适方程中三个分子参数同老化条件、温度和高聚物起始结构之间的相关性．

基于CSR法的蠕变内应力测试与应用

采用CSR法对蠕变内应力的测试进行了研究,并在材料试验机上实现了CSR法的蠕变内应力测试。提出了将蠕变内应力应用于工程实际的数学模型,并进行了实际应用。结果表明,用CSR法测定高温构件的蠕变内应力是可行的,将蠕变内应力用于高温构件的剩余寿命预测是有效的,并可克服一般外推方法的不足。

蠕变内应力的测试与工程应用

对蠕变内应力的测试方法进行研究。采用ＣＳＲ法在材料试验机上实现了蠕变内应力测试，并将试验结果用于工程应用。在正常工况下，Ｆ－３０１加热炉炉管不会发生蠕变破坏。

双重老化下高聚物流动微区的关联性局部化重排同其非指数性粘弹行为和寿命间的相关性II：从短时标蠕变和应力松弛测试来评估高聚物的长时标力学行为和寿命

以四种不同类型高聚物（半晶聚丙烯、聚甲基烯酸甲酯、交联环氧树酯和炭黑填充丁苯橡胶）的短时标应力松弛和蠕变测试实验数据作为实例，按照两套应力松弛模量和蠕变柔量普适对比态方程，从理论组合主直线上直线外推了四种高聚物的长时标力学行为和寿命，并将其外推预测值同理论计算值和实测值进行了对比. 结果证实四种高聚物的外推预测值均同理论计算值和实测值很好地符合. 又讨论了它们的尺寸稳定性、负荷承载性，失效寿命和失效形变量等对老化时间的依赖性. 最终证实该从理论组合主直线上来直线外推长时标力学行为和寿命的方法是有效可行的.