中文摘要：

在弹塑性线弹簧模型的基础上，提出了三维蠕变裂纹分析的蠕变线弹簧模型方法，构建了蠕变-粘塑性混合强化统一本构模型，建立了弹-粘塑性一致切线算子的隐式边界元方法，用于蠕变和粘塑性裂纹问题的分析。提出了一套非稳态蠕变裂纹断裂力学参量的工程解，将三维裂纹的蠕变断裂分析问题降为二维问题处理，分析所需的基础数据均可从弹塑性断裂力学的EPRI工程分析手册中查取，从而使得极其复杂的高温设备三维裂纹蠕变断裂分析问题只需查阅有关图表即可完成。为了考核以上研究结果的精度，进行了一系列表面裂纹问题的蠕变线弹簧模型和三维蠕变有限元分析。结果显示，从小范围蠕变到稳态蠕变的整个范围内，对于J(t)积分和C(t)积分，其最大误差约为10％。由于非稳态蠕变条件下的J(t)积分和C(t)积分均与积分路径有关，有限元分析时裂纹尖端区域的单元划分需非常精细。本项目在有限元分析模型中采用了近万个节点，除前后处理外，在HP工作站上用ABAQUS有限元分析系统分析一个算例需CPU时间100～200小时，而用蠕变线弹簧模型方法分析同一算例，在当时的586微机上只需3～5分钟即可完成。由此可见蠕变线弹簧模型的工程实用价值。