随着工业生产的技术要求越来越高,高温设备构件需适应更恶劣的工作环境。研究高温材料的断裂力学行为以及完善设备构件的安全评定技术是结构完整性评估的重要内容,对于许多工业部门,如石油化工、能源电力、航空航天等具有十分重要的意义。本文就安全评估技术中的基本问题:材料的高温断裂力学行为及数值模拟方法、高温结构免予蠕变失效分析的判定条件进行了研究。主要研究内容如下:　　 (1)开展了0Cr18Ni9不锈钢在550℃下的疲劳以及蠕变-疲劳裂纹扩展试验,得出疲劳以及蠕变-疲劳裂纹扩展曲线,分析了保载时间对蠕变-疲劳裂纹扩展速率的影响,总结了相应的蠕变-疲劳裂纹扩展规律。研究发现,在蠕变-疲劳交互作用下裂纹扩展速率大于同等试验条件无保载时间时的疲劳裂纹扩展速率。通过把蠕变.疲劳裂纹扩展方程中疲劳机制相关系数和蠕变机制相关系数与保载时间建立关联,说明了随着保载时间的增加,疲劳机制相关系数逐渐减小,蠕变机制相关系数逐渐增大,蠕变导致的损伤逐渐成为材料破坏的主导因素。　　 (2)利用ANSYS软件进行了0Cr18Ni9不锈钢标准CT拉伸试样在550℃下疲劳裂纹扩展的数值模拟,讨论了裂纹闭合效应出现的原因和形式,并在数值模拟中采用接触问题分析方法,用以解决数值模拟中出现的负位移现象。结果表明,数值模拟结果与试验结果较好的吻合且偏于保守。　　 (3)以R5规程中描述蠕变.疲劳机制下的通用裂纹扩展模型为基础,推导出了把蠕变机制与疲劳机制关联在一起的等效参量,建立一个新的蠕变.疲劳裂纹扩展方程。结合我们对0Cr18Ni9不锈钢的测试数据,验证了模型的有效性,并与R5中模型的计算结果相比较,本文模型预测结果更接近实验结果,且大大简化了计算过程。　　 (4)在分析已有设计规范及相关文献中的含缺陷结构免予蠕变分析的判定条件的基础上,结合相关蠕变理论,综合考虑蠕变变形量及服役时间两个条件,建立了一种新的高温含缺陷结构免予蠕变失效评定的条件,并结合一个工程案例进行分析验证,结果表明本文建立的免予蠕变失效评定的准则具有一定的工程价值。