干涉对复合材料疲劳寿命影响的研究

通过拉-拉疲劳试验与理论分析,研究了间隙配合与干涉配合两种不同连接形式对机械连接复合材料接头疲劳寿命的影响,以及不同干涉量对干涉配合复合材料接头疲劳寿命的影响。研究结果表明:复合材料干涉配合接头的疲劳寿命远远高于间隙配合接头的疲劳寿命;干涉量对复合材料干涉配合接头的疲劳寿命有较大影响,所研究的干涉配合模型的最佳干涉量为1%~1.4%。     

干涉配合复合材料多排机械连接钉载分配的研究

利用ANSYS9.0软件对复合材料多排环槽铆钉连接构件各钉承载比例进行了三维有限元分析。在分析过程采用静态接触算法模拟环槽铆钉与复合材料板的干涉配合过程,并综合考虑了复合材料特性、环槽铆钉与复合材料板及复合材料板与复合材料板之间的摩擦和接触、复合材料板上的预紧力、以及螺栓和复合材料板的约束条件。分析计算结果与试验结果基本一致,说明采用该软件和静态接触算法来模拟复合材料干涉配合过程是可行的。研究结果表明,四排单列干涉配合复合材料板构件外侧两紧固件将承受较大载荷,但是各紧固件承载比例趋于均匀。     

复合材料多排螺栓连接钉载分配的研究

利用ANSYS9.0软件对多排螺栓连接复合材料板构件各螺栓的承载比例进行了三维有限元分析。在分析过程中综合考虑了复合材料特性、螺栓与复合材料板及复合材料板与复合材料板之间的摩擦和接触、复合材料板上的预紧力、以及螺栓和复合材料板的约束条件。将所得结果与采用电阻应变计测量得到的试验结果进行了比较,两者吻合较为一致,说明利用该软件分析载荷分配问题有效可行。研究结果表明:四排单列螺栓连接复合材料板构件外侧两螺栓将承受较大载荷,其值约为内侧螺栓承载的2倍;对螺栓连接复合材料板而言,螺栓材料性能对各个螺栓的承载比例影响不大;螺栓承载比例受到孔边应力集中的影响,其载荷分配与复合材料孔边应力集中系数基本呈一一对应关系;适当施加预紧力有助于降低构件的平均受载水平;采用双剪连接时钉载分配均匀性优于单剪连接;在铺层比例不变的情况下仅增加铺层数量对钉载分配的影响不显著。     

复合材料多排螺检连接钉载分配的研究

利用ANSYS9．0软件对多排螺栓连接复合材料板构件各螺栓的承载比例进行了三维有限元分析。在分析过程中综合考虑了复合材料特性、螺栓与复合材料板及复合材料板与复合材料板之间的摩擦和接触、复合材料板上的预紧力、以及螺栓和复合材料板的约束条件。将所得结果与采用电阻应变计测量得到的试验结果进行了比较，两者吻合较为一致。说明利用该软件分析载荷分配问题有效可行。研究结果表明：四排单列螺栓连接复合材料板构件外侧两螺栓将承受较大载荷。其值约为内侧螺栓承载的2倍；对螺栓连接复合材料板而言，螺栓材料性能对各个螺栓的承载比例影响不大；螺栓承载比例受到孔边应力集中的影响．其载荷分配与复合材料孔边应力集中系数基本呈一一对应关系；适当施加预紧力有助于降低构件的平均受载水平；采用双剪连接时钉载分配均匀性优于单剪连接；在铺层比例不变的情况下仅增加铺层数量对钉载分配的影响不显著。     

焊接结点短裂纹疲劳强度的研究

本文在研究焊接结点切口根部短裂纹和焊接残余应力对结点疲劳强度影响的基础上,推导出了计算结点有效应力集中系数卢的公式.应用这一公式计算了几类焊接结点的β值,经与实验结果比较,计算值与实验值吻合较好,本文研究结果,对工程应用有参考价值.     

高压电缆接头压接缺陷下复合材料界面温度和应力变化规律的有限元计算

目前针对高压电缆接头压接缺陷故障发展机制主要从接触电阻过大进而引起过热的角度展开,少有加入应力耦合。然而,高压电缆接头的故障发展涉及到电-热-应力场相互耦合的复杂过程。运用有限元软件建立了220 kV高压电缆接头压接缺陷下的电-热-应力耦合模型,基于该模型主要研究了电缆接头压接缺陷等工况下复合材料界面温度和应力特性的变化规律。研究表明,电缆接头的温度和应力都随接触系数的增加而增加。相较于正常运行时,复合材料界面上的温度和应力均发生了二次畸变,其中应力畸变最明显,复合界面上靠近压接管处的应力值增长了63倍。结合220 kV高压电缆接头故障实例统计,认为压接缺陷引发复合材料界面应力的二次畸变是造成接头故障的重要原因。通过仿真计算得到了接头复合材料界面温度和应力随负荷电流和接触系数变化的多元拟合函数,可为存在压接缺陷故障评估提供经验参考。该研究对指导电缆接头的施工工艺改良和工程实际应用具有重要的理论意义及实用价值。     

D型复合材料管连接性能研究

格构式复合材料塔采用了通过钢制螺栓机械连接的D型复合材料管,其中复合材料管制孔和螺栓预紧力对杆件承载力影响还没有相关研究,其承载特性不太清楚。为准确掌握D型复合材料管的连接性能,通过D型复合材料管的塔节间模型节点试验,得到复合材料杆件连接孔端部以劈裂和剪切破坏为主;通过有限元模型分析了螺栓预紧力对D型复合材料管连接性能的影响,结果表明D型复合材料塔用抗剪螺栓的预紧扭矩宜控制为220 N?m。     

D型复合材料管连接性能研究

格构式复合材料塔采用了由钢制螺栓机械连接的D型复合材料管,其中复合材料管制孔和螺栓预紧力对杆件承载力影响还没有相关研究,其承载特性不太清楚。为准确掌握D型复合材料管的连接性能,通过D型复合材料管的塔节间模型节点试验,得到复合材料杆件连接孔端部以劈裂和剪切破坏为主;通过有限元模型分析了螺栓预紧力对D型复合材料管连接性能的影响,结果表明D型复合材料塔用抗剪螺栓的预紧扭矩宜控制为220 N?m。     

水轮机转轮异种钢焊接接头组织性能研究

本文对碳钢Q235和不锈钢0Cr13Ni5Mo异种钢焊接接头的机械性能、残余应力和微观组织方面进行研究,掌握了异种钢焊接接头的组织和性能特点,提出了焊接接头残余应力分布规律,确定了去应力热处理工艺与组织和残余应力的关系。     

电站锅炉异种钢接头应力分布的数值模拟

用Ansys有限元分析软件,分析了几种不同工艺条件下异种钢接头的应力.通过计算,验证了焊后热处理对于降低接头焊接残余应力的重要作用.通过对焊后热处理的异种钢接头在施加内压工作载荷时的应力模拟发现,在G102焊接热影响区存在严重的应力集中,是导致该部位组织性能恶化和早期断裂失效的重要因素.     

A comparative assessment of the wall thickness margin taking into account the initial flaws in steam line elements

The postulated analogy between the influence on longevity of a relatively high extent of creep-caused microdamage and initial decrease in a sample’s cross section due to annular notch is used as a basis for carrying out an experimental study of the effect of temperature, stress, and loading time on the coefficient characterizing the relative residual longevity of metal after the occurrence of pore chains along the grain boundaries.     

Refined evaluation of the remaining service life of steam line bends by simulating the durability of metal through tests of notched samples

The postulated analogy between the influence on longevity of a relatively high extent of creep-caused microdamage and initial decrease in a sample’s cross section due to annular notch is used as a basis for carrying out an experimental study of the effect of temperature, stress, and loading time on the coefficient characterizing the relative residual longevity of metal after the occurrence of pore chains along the grain boundaries.     

T91/12Cr1MoV异质接头焊接残余应力模拟与分析

T91/12Cr1MoV异质接头广泛应用于热电厂主蒸汽管线。由于母材及焊材金属性能的差异,导致该异质接头中会产生较大的焊接残余应力,常常会引起早期失效。利用有限元软件ABAQUS,采用热力顺次耦合的计算程序,对主蒸汽管中T91/12Cr1MoV异质接头的焊管外表面和熔合线方向的焊接残余应力分布进行了模拟,并分析了焊后热处理对焊接残余应力的影响。结果表明,热处理前,焊接残余应力峰值位于管道外表面焊缝两侧的焊接热影响区,其中,以T91侧热影响区的应力峰值最高。焊后热处理可以有效降低焊接热影响区的残余应力峰值,且对12Cr1MoV侧热影响区残余应力的改善效果明显优于T91侧热影响区。     

基于ANSYS模型大跨越输电塔钢管-板节点焊接残余应力分析

钢管-板节点连接是大跨越输电钢管塔常用的连接方式,焊接残余应力是影响节点受力的主要因素。基于ANSYS的焊接模拟方法,采用生死单元技术,对节点的温度场和应力场进行数值模拟,分析了钢管-板连接节点的焊接残余应力对极限承载力的影响。结果显示,焊接残余应力在焊缝区及其附近最大,是导致焊缝断裂的主要原因。     

磁记忆法在含超标缺陷管座角焊缝应力状态检测中的应用

用磁记忆检测(MMT)法评价了含超标缺陷管座角焊缝长期服役后的应力集中状况。通过对含超标缺陷管座与其它管座焊缝及预制受损试样残余应力水平的比较,认为超标缺陷尚处于稳定状态,为含超标缺陷管座的运行监督提供了依据。     

汽轮机中压联合汽阀螺栓疲劳-蠕变交互作用剩余寿命评估

针对汽轮机高温紧固螺栓的蠕变、疲劳及蠕变 -疲劳交互作用三种失效模式,以某典型中压联合汽阀螺栓为例对影响螺栓蠕变寿命、疲劳寿命以及蠕变与疲劳交互作用时的寿命的因素进行了计算、分析。分析表明：中压联合汽阀螺栓的预紧应力对螺栓的蠕变损伤量有较大的影响,预紧应力增加则所产生的蠕变损伤量增加;调峰运行方式下,疲劳寿命随着螺栓热应力的增加而降低增加。螺栓的螺纹固定端第 1圈螺纹应力集中对蠕变寿命和疲劳寿命有较大影响。中压联合汽阀螺栓剩余寿命可安全运行 6个检修周期,不能满足机组设计寿命的要求,需要采取降低参数运行、缩短检验周期或者在 6个检修周期后更换中压联合汽阀螺栓的措施。     

水轮机转轮焊接接头残余应力分布研究

本文通过对焊接试板及真机转轮的残余应力测试,研究了水轮机转轮焊接接头残余应力分布规律,通过热处理前后的焊接残余应力的对比,对采用HS13-5和HS367两种焊接材料焊接转轮的焊后热处理效果进行了评价。     

预负荷调整在可倾瓦轴承不稳定振动处理中的应用

大容量汽轮发电机组中常采用可倾瓦轴承,实际运行中常常出现不稳定的强迫振动和油膜涡动。针对现场屡屡出现的可倾瓦轴承不稳定振动问题,采用有限差分结合法,分析了预负荷系数对可倾瓦轴承的油膜刚度、油膜阻尼、温升等性能参数的影响,得出了可倾瓦轴承的相关性能参数随预负荷系数而变化的一系列规律性结论,并成功应用于实践。结果表明：通过轴承预负荷的调整,可有效消除可倾瓦轴承的不稳定振动故障。