轴向及内压复合作用下Zr-Sn-Nb/Zr-Nb合金的多轴棘轮效应研究

为了模拟锆合金包壳在发生反应性引入事故(RIA)时的多轴应力状态,对Zr-Sn-Nb/Zr-Nb合金进行了单轴对称循环试验以及在内压及轴向载荷复合作用下的多轴试验,研究了两种合金轴向/环向棘轮应变的累积特性与内压及轴向应力的相关性.单轴拉伸试验结果表明,Zr-Sn-Nb合金和Zr-Nb合金的弹性模量相近均为85 GPa,屈服强度大约均为490 MPa.单轴棘轮试验结果表明,Zr-Sn-Nb合金和Zr-Nb合金在较小应力幅值下,由于无法启动孪生-退孪生机制,Zr-Sn-Nb合金和Zr-Nb合金都处于安定状态.当轴向应力幅大于325 MPa时,孪生-退孪生机制启动,Zr-Sn-Nb合金和Zr-Nb合金的轴向棘轮应变都在正方向上快速增加.由于泊松效应,环向棘轮应变则在负方向上累积.多轴棘轮试验结果表明,在恒定内压和不同轴向应力幅值的循环作用下,Zr-Sn-Nb合金和Zr-Nb合金的环向棘轮应变随轴向应力幅值的增大而增大.当轴向应力幅值大于325 MPa时,轴向棘轮应变呈现先负向累积、后正向累积的特殊现象;同时环向棘轮应变也随应力幅值增大而增大.在相同轴向应力幅值和不同内压加载下,内压对轴向棘...