由于可再生能源产业的快速发展,传统的发电机组需要通过频繁开关来适应电力供需的变化。同时,燃煤发电机组需要在高温高压环境中运行以提高化石能源的利用率。在发电厂频繁启停,高温高压的环境下,高铬钢构件承受着复杂的载荷,面临着蠕变、疲劳、延性、氧化腐蚀等多种类型的损伤。不同类型的损伤可能会同时出现并相互作用,对构件结构的完整性和运行的可靠性造成极大威胁。为保证构件的安全运行,必须深入研究高铬钢在高温复杂载荷条件下的热力学响应和损伤演化特征,构建合理有效的模型,对高铬钢的响应和寿命作出准确预测。本文首先研究了高铬钢在含保载期的循环拉伸实验中的力学响应。本文总结了高铬钢在含保载期的循环拉伸实验中的力学响应曲线,在其中发现与纯蠕变相似的特征,因此,本文引入了一个能够模拟完整蠕变响应过程的三阶段蠕变模型。为了准确模拟高铬钢的在不同应力下的响应,模型参数分别根据低应力和高应力的纯蠕变实验数据来确定。本文通过模型的计算结果,分析了高铬钢在不同阶段各个加载周期的应变率和应变增量变化规律以及损伤演化规律。基于确定的模型参数和数值算法,本模型可以精确预测高铬钢在含保载期的循环拉伸载荷的力学响应和寿命。接下来,本文基于统一的多机制连续损伤粘塑性模型,引入张量型损伤变量和微裂纹闭合参数,以模拟高铬钢在高温复杂载荷条件下的热力学行为。根据不同载荷下高铬钢失效形式的差异,本文在模型中采用各向同性的蠕变损伤变量、各向异性的延性损伤变量和疲劳损伤变量。本文还考虑了材料的拉压不对称性,在模型中引入微裂纹闭合参数,以准确模拟高铬钢在多轴状态下的损伤状态。在上述讨论的基础上,本文导出了完整的含张量损伤变量和微裂纹闭合参数的本构方程组,并针对应力控制问题和应变控制问题设计了本构方程组的数值积分算法。最后,本文通过多机制连续损伤粘塑性模型预测了高铬钢在复杂载荷下的力学响应和损伤演化。基于模型的数值算法和模型参数,模型能够模拟高铬钢在高温双轴蠕变、双轴疲劳载荷下的热力学响应。为了直观地展示应力状态和损伤状态,本文设计了应力张量和损伤张量的三维可视化方案。此外,本文还分析了各向同性损伤和各向异性损伤、微裂纹闭合参数对模拟结果的影响,深入讨论了不同载荷条件下损伤失效模式。该多机制损伤模型能够预测材料在多轴复杂载荷下的力学行为以及损伤模式。