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裂尖拘束状态影响蠕变裂纹扩展速率。采用深裂纹高拘束的标准试验室紧凑拉伸(CT)试样测得的蠕变裂纹扩展数据用于评价实际含裂纹结构的蠕变寿命,可能得到过于保守或非保守的评价结果。为了提高含裂纹高温构件蠕变寿命评价和预测的准确性,需要建立纳入裂尖拘束效应的评价方法,目前国内外对此的研究还十分有限。本文通过试验、数值计算和理论分析相结合,宏观与微观相结合,力学与材料相结合的方法系统研究了拘束对Cr-Mo-V钢蠕变裂纹扩展速率的影响及机理,试验室试样和实际管道蠕变裂尖拘束的表征及关联,拘束相关的Cr-Mo-V钢蠕变裂纹扩展速率方程的构建及其应用等,致力建立纳入裂尖拘束效应的蠕变寿命评价方法。论文主要工作和结论如下：1)试验测试了不同厚度CT试样在宽范围C*区间的蠕变裂纹扩展速率。发现试样厚度引起的面外拘束对蠕变裂纹扩展速率的影响与载荷水平(C*)相关,在与实际构件工作载荷相关的低C*区,蠕变裂纹扩展速率存在显著的拘束效应。通过微细观观察探明了不同C*区拘束对蠕变裂纹扩展速率影响的机理。为建立纳入拘束效应的蠕变寿命预测模型和方法提供了物理基础。21对新发展的蠕变拘束参数R进行了修正,提出了载荷无关的蠕变拘束参数R*,基于各试样及管道在不同载荷水平下拘束参数R的大量计算结果,验证了R*的载荷无关性。深入分析了参数R*的影响因素,包括试样／结构几何、裂纹尺寸、裂尖距离和蠕变时间等。提出了R*工程应用的简化定义和计算方法。为建立纳入拘束效应的含缺陷高温结构寿命评价方法提供了双参数(C*-R*蠕变断裂力学基础。3)通过三维(3-D)有限元数值计算,分析了五种不同几何和加载方式试样和高温轴向表面裂纹管道的裂尖拘束,给出了3-D裂纹构件拘束的表征方法。计算分析了试样和管道几何、裂纹尺寸、载荷水平等对裂尖拘束的影响规律,验证了3-D裂纹管道及试样拘束R*的载荷无关性。发现单边缺口拉伸试样的蠕变裂尖拘束与裂纹管道最接近,采用3-D裂纹前沿平均拘束参数R*avg分析了二者的关联性。4)基于拘束参数R*及面外拘束蠕变裂纹扩展试验,建立了Cr-Mo-V钢拘束相关的蠕变裂纹扩展速率方程,用不同加载方式试样(不同拘束)的蠕变裂纹扩展试验验证了方程的有效性和可移植性。另外,测试获得了Cr-Mo-V钢不同拘束试样的蠕变裂纹起裂时间及蠕变断裂韧性,分析了拘束对其影响的规律。基于拘束参数R*建立了Cr-Mo-V钢拘束相关的蠕变裂纹起裂时间及蠕变断裂韧性方程。