基于断裂力学的GH3535合金蠕变裂纹扩展模拟和寿命评估
Simulation and Life Evaluation of Creep Crack Propagation in GH3535 Alloy based on Fracture Mechanic
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作者：
王雯
1
王晓艳
2
李志军
2
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作者单位：
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提交时间：2025-08-01 14:41:52
摘要: 在第四代先进反应堆钍基熔盐堆(TMSR)中，高温含缺陷构件的寿命预测是结构完整性评估的重要环节。在该研究中，首先基于随时间变化的蠕变断裂力学，采用有限元分析软件Abaqus的围道积分方法计算蠕变断裂参量C*，结合Python语言编写的自动化分析程序，预测了GH3535合金紧凑拉伸试样C(T)的蠕变裂纹扩展 (CCG)。将数值计算结果和蠕变裂纹扩展试验的结果进行对比验证，分析了数值模拟计算中的不确定性来源。然后建立了GH3535合金的时间相关失效评定图(TDFAD)，并从有限元计算结果提取并计算裂纹扩展过程中的应力强度因子K和参考应力，最后对缺陷试样进行了寿命评估。在蠕变裂纹扩展数值模拟中，蠕变断裂参量C*仅能描述裂纹扩展阶段，而裂纹萌生阶段采用试验数据拟合的裂纹萌生时间进行描述。高温含缺陷结构的寿命跟缺陷的尺寸、载荷、裂纹扩展速率等因素相关，通过数值模拟方法可获取这些因素的影响。该研究结果解释了GH3535合金的蠕变裂纹行为，为TMSR高温含缺陷结构的寿命预测提供了工程指导。
版本历史
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2025-08-01 14:41:52 |
ChinaXiv:202508.00019V3
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