| 氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型理论研究 |
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| 引用本文： | 冯吉利,何满潮,刘赵淼,杨庆生.氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型理论研究[J].安全与环境学报,2006,6(4):78-84. |
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| 作者姓名： | 冯吉利 何满潮 刘赵淼 杨庆生 |
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| 作者单位： | 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京,100083;北京工业大学机电学院,北京,100022;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京,100083;北京工业大学机电学院,北京,100022 |
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| 基金项目： | 中国科学院资助项目
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教育部重大项目
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北京市自然科学基金 |
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| 摘 要： | 在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小范围氢化物沉淀条件下,给出了考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理场的耦合效应的数学模型.导出了应力态金属中氢固态溶解度解析表达式,可用于描述不同弹性性态及任意几何形状的氢化物,其中氢化物和金属相假设为具有完全各向异性的力学性态.研究表明,当接近氢化学平衡和临近应力强度因子阈值裂纹扩展时,静水应力平台在临近裂尖氢化物沉淀的区域产生.静水应力平台强烈依赖于远场氢浓度和温度,但几乎与金属材料的屈服强度和硬化特性无关.同一静水应力也在产生氢化物的裂尖后面出现.裂尖场附近的特性用于估计远场氢浓度阈值(而且发现低于此阈值时不会产生氢化物沉淀)和应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子接近零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,它可由氢化物沉淀区域的常静水应力体现.随着归一化应力强度因子值的增加,裂纹扩展裂尖场从阶段Ⅰ演化到阶段Ⅱ,氢化物沉淀区域的实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不充有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.
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| 关 键 词： | 固体力学 裂纹扩展 稳态 氢脆 氢化物 |
| 文章编号： | 1009-6094（2006）04-0078-07 |
| 收稿时间： | 2006-01-20 |
| 修稿时间： | 2006年1月20日 |
Theoretical study on mathematical model of hydride-introduced steady-state crack growth in metals |
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| FENG Ji-li,HE Man-chao,LIU Zhao-miao,YANG Qing-sheng.Theoretical study on mathematical model of hydride-introduced steady-state crack growth in metals[J].Journal of Safety and Environment,2006,6(4):78-84. |
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| Authors: | FENG Ji-li HE Man-chao LIU Zhao-miao YANG Qing-sheng |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | solid mechanics crack growth steady state hydrogen embrittlement hydride |
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