1、近些年來，隨著工業(yè)裝置的大型化、復(fù)雜化，以及工作條件的苛刻，高強(qiáng)度低合金鋼在壓力容器中不斷被采用，疲勞失效事故明顯增加。為此，本文通過試驗和ANSYS軟件用有限元方法對比研究了16MnR鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展速率。主要內(nèi)容有以下幾部分： 首先，介紹了疲勞裂紋擴(kuò)展和損傷力學(xué)的研究進(jìn)展，以及有限元軟件在疲勞斷裂學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀。 其次，基于大型通用有限元軟件ANSYS及其開發(fā)語言APDL編寫16MnR的CT試樣疲勞裂紋擴(kuò)展模型。在該

2、建模過程中，將模型的主要參數(shù)用APDL語言編寫為界面輸入方式，避免由于模型的不同而重復(fù)修改程序語句，使建立模型更為方便快捷。 再者，研究中將疲勞裂紋擴(kuò)展看作是裂紋連續(xù)成核的一個過程，利用理想彈塑性模型，計算分析裂紋尖端的彈塑性循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變場，通過增量多軸疲勞準(zhǔn)則評估疲勞損傷。針對裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場，編寫基于ANSYS結(jié)果文件的Fortran語言后處理程序，計算疲勞損傷和預(yù)測疲勞裂紋擴(kuò)展速率。 最后，為了繪制應(yīng)力強(qiáng)度因子幅

3、與裂紋擴(kuò)展速率關(guān)系曲線，方便與試驗結(jié)果進(jìn)行比較，而在每一組裂紋擴(kuò)展速率圖中，都會重復(fù)計算不同條件下△K，為了減少重復(fù)計算的煩瑣性，用VC編寫計算△K的界面程序，可將參數(shù)輸入直接得到應(yīng)力強(qiáng)度因子幅的值。 通過實踐證明，針對16MnR材料，利用CT試樣進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展模擬，預(yù)測疲勞裂紋擴(kuò)展速率并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比，從對比結(jié)果來看，兩者吻合，證實了該方法的可行性。并從計算機(jī)模擬結(jié)果中比較平均應(yīng)力對裂紋擴(kuò)展速率的影響。這一方法對工程中利