【摘 要】
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超超临界汽轮机汽缸的多轴蠕变分析与高温强度设计对机组安全高效运行至关重要,也是超超临界发电装备国产化必须解决的关键问题之一.对于在超超临界参数下中压内缸,它的主要破坏来自于高温和复杂应力共同作用下的蠕变损伤.蠕变损伤过程的实质是孔洞绕夹杂或第二相粒子的形成、长大和聚合所引起的蠕变断裂,与常温下工程构件的弹塑性破坏有很大不同.由于原中压内缸局部部位不能承受现今超超临界运行参数(温度T,压力P),所以
【机 构】
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上海交通大学,机械与动力工程学院,动力机械与工程教育部重点实验室 上海电气集团,上海汽轮机厂设计一
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超超临界汽轮机汽缸的多轴蠕变分析与高温强度设计对机组安全高效运行至关重要,也是超超临界发电装备国产化必须解决的关键问题之一.对于在超超临界参数下中压内缸,它的主要破坏来自于高温和复杂应力共同作用下的蠕变损伤.蠕变损伤过程的实质是孔洞绕夹杂或第二相粒子的形成、长大和聚合所引起的蠕变断裂,与常温下工程构件的弹塑性破坏有很大不同.由于原中压内缸局部部位不能承受现今超超临界运行参数(温度T,压力P),所以针对原中压内缸进行结构改进设计,并对比分析了改进前后的高温蠕变强度.运行于高参数下的汽缸始终都处于多轴蠕变损伤机制下,如何更好地预测汽缸在多轴应力状态下的多轴蠕变损伤是论文尝试解决的一个问题.最后结果表明:基于孔洞长大蠕变理论能较好地预测汽缸危险点的多轴蠕变损伤;结构改进后的汽缸比原汽缸在抗蠕变性能方面有一定的改善.
其他文献
在通常的材料疲劳试验中,由于试件的尺寸一般较小,裂纹的萌生与发展过程相对来说易于通过肉眼观察.但对于大型结构件,如桥梁与建筑结构的疲劳试验,尤其是需要经历数天甚至数月的试验才能得出结果的试验来说,获取最先出现疲劳裂纹的方位、具体开裂点、裂纹萌生时所对应的疲劳次数、裂纹疲劳损伤发展等具体过程和数据,并非易事.
通过观察多晶铜的拉压疲劳和扭转疲劳裂纹的萌生、扩展以及断口形貌,研究了不同受力方式下的循环应力应变响应、疲劳损伤行为及其微观位错组态分布.研究结果表明,在两种受力方式下,裂纹的萌生和早期扩展均由最大切应力所控制;而正应力主要影响疲劳裂纹扩展从StageⅠ向StageⅡ的转变.结合疲劳条纹的形成机制以及应力状态分析可知,与扭转疲劳相比,在拉压疲劳中裂纹扩展路径更容易从StageⅠ转变为StageⅡ.
实验采用四个平行晶界铜双晶样品,一个为孪晶界,三个为取向差约为42o的大角晶界,通过应力逐级加载循环变形实验,研究了其疲劳损伤开裂行为.晶粒取向不同,晶界与孪晶界附近开动不同的滑移系,带给晶界剪切或撞击型的损伤并产生不同的位错组态.疲劳过程中缺陷的累积使得材料的各种界面能量升高,当能量升高到足以克服新形成的裂纹的表面能,则疲劳裂纹萌生.
针对焊接接头热影响区强度性能的认识盲区,将初始裂纹置于热影响区的完全淬火-回火区、不完全淬火-回火区和回火区,基于扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)微拉伸试验装置,开展真空条件下疲劳裂纹扩展行为的原位试验,研究微观组织影响疲劳裂纹扩展的机理.结果表明,初始裂纹位于不完全淬火回火区时,疲劳裂纹主要以沿晶模式扩展,扩展速率最快,这主要与碳化物析出弱化晶界结合力
论文建立了平面问题和基于连续体壳的扩展有限元格式和计算程序,应用于平面各类间断问题和壳体复杂形状裂纹扩展的计算,计算结果与实验数据、解析或传统有限元的计算结果进行了比较,证明了算法和程序的有效性.揭示了材料不均匀性、载荷非对称性和初始裂纹长度对亚界面裂纹I型扩展平衡状态的影响,给出了在双材料中亚界面裂纹实现I型扩展的含几何和材料变量的经验公式,可以指导实验;实现了曲面上任意形状裂纹扩展的计算功能,
Mg alloys have been of interest due to increasing demand for light-weight materials.The AZ31 Mg alloy has high specific strength,good tensile properties,high machinability,and fatigue resistance.Much
本文首先研究了Z2CND18.12N奥氏体不锈钢在室温至450℃范围内应变率1×10-3/s下的单轴拉伸和应变循环特性,然后以应变率6×10-3/s在室温和350℃下进行了低周疲劳试验,并通过SEM和TEM对疲劳试样的断口形貌和微观结构进行了分析.结果表明:抗拉强度和延性从室温升至150℃时显著降低,但在250至450℃范围内保持在一致的水平;在室温至350℃范围内循环应力响应表现为快速的初始硬化
分析了三维疲劳裂纹扩展的主要影响因素,建立可靠性模型.由各变量的概率分布函数,随机抽取7个水平值构建正交设计表L49(78),各序号试验由双重边界元和Forman理论获得寿命数值解.以此为样本,训练7-12-1三层 BP网络,模拟各随机变量与裂纹扩展寿命的非线性关系.结合Monte-Carlo抽样方法,仿真裂纹扩展寿命和可靠度.以扭力轴裂纹为实例,分析各随机变量对寿命的分散性影响,对比裂纹萌生可靠
裂纹结构中存在着大量不确定量,对其进行不确定性分析具有重要的工程意义.因为裂纹结构中某些变量信息量有限,例如裂纹尺寸等,很难精确得到它们的概率分布函数,但给定变化区间是可能的.本文针对既考虑概率不确定性又考虑区间不确定性的裂纹结构可靠性分析问题,提出一种新的高效的裂纹结构可靠性分析方法.此方法采用一种序列迭代方法,通过区间分析和概率分析的反复迭代求解,使得随机变量和区间变量同时收敛至最优解,最终得
由于日益增长的环境保护和提高能源利用率的要求,对高温废气的检测和监控也越来越严格,因此高温气体传感器越来越受到人们的重视.同时为了更好的实现实时监控,传感器被要求安装在汽车、电厂的废气排放系统内部,但这些系统内部往往温度较高,工作条件恶劣,不利于使用传统的化学、光学等气体传感器. 而利用氧化物纳米材料作为检测层的体声波气体传感器由于灵敏度高、结构简单、便于操作的优点而得到广泛的关注.本文以兰克赛(