汽轮机低压末级叶片腐蚀原因分析及其表面防护处理

随着电站汽轮机大容量化,叶片的安全可靠性和保持高效率显得尤其重要。叶片是汽轮机的关键零件之一。它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。因此很有必要及时调查研究、分析、总结叶片尤其是末级和调节级叶片发生的各种损伤原因及防止发生损伤的各种措施。本文着重研究分析汽轮机低压末级叶片腐蚀原因及其表面防护处理。     

高炉煤气透平动叶片裂纹分析

在对高炉煤气余压透平发电机转子动叶片进行表面渗透探伤时,发现Ⅰ级动叶片组中有6片叶片的叶榫部有裂纹.为探明裂纹的形成原因,对叶榫裂纹进行了化学成分、高、低倍组织及断口的宏、微观分析.分析结果表明,叶榫第一齿根裂纹属于疲劳裂纹.疲劳裂纹形成的原因主要与齿根底部过渡圆弧类似于直角、圆弧底部的加工条痕比较粗糙、显微组织粗大不均匀、铁素体条带分布不合理以及楔块装配面接触不良等因素有关.     

轴流风机流量异常成因分析

本文针对洛阳分公司1#催化裂化装置的静叶可调式轴流风机流量异常下降的现象,结合历史趋势和数据对比,根据轴流风机的特性进行理论分析,推断故障原因可能为叶片结垢或静叶调节系统故障。通过停机解体检查情况,进一步确认主因为叶片结垢并进行技术解析,复原故障演变过程,并提出减少轴流风机此类故障现象需要采取的具体措施。     

民用航空器APU压气机第一级叶轮损伤分析

以航空器APU压气机第一级叶轮损伤为研究对象,详细分析了APU压气机第一级叶轮断口的形貌、化学成分、金相组织.研究结果表明,APU第一级叶轮叶片掉块和裂纹均属于疲劳断裂,疲劳导致叶片掉块和开裂.叶片疲劳可能与叶盆根部表面存在显微缺陷有关,显微缺陷可能是由于叶轮工作中微小颗粒随气流在叶盆表面冲蚀的结果,它们的存在加重了局部应力的集中,形成了疲劳的起源.叶片前缘损伤部位通过能谱分析未发现外来元素,但不排除外来物击伤叶片前缘的可能性.该分析结果将有助于飞行事故的调查并得出正确的失效分析结论.     

某发动机压气机三级转子叶片断裂原因

某发动机压气机三级转子叶片发生断裂,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜和能谱分析、金相检验、硬度测试等方法,并结合叶片振动模态分析,对其断裂原因进行分析。结果表明：叶片的断裂性质为疲劳断裂,疲劳起源于叶片叶盆面距离进气边约0.8 mm的腐蚀坑处;腐蚀坑降低了叶片的抗疲劳能力,是叶片发生疲劳断裂的主要原因;叶片在工作转速范围内存在11阶共振,引起叶片疲劳裂纹的萌生和扩展。     

多排环境下转子叶片气动弹性稳定性机理分析

传统叶片颤振分析多是基于单转子研究模型,发动机的紧凑性要求导致级间距减小,多排耦合作用对颤振的影响将不容忽视。采用自行开发的程序对某型1.5级高压压气机进行了流固耦合数值模拟,分析上、下游叶排对转子叶片颤振特性的影响。针对典型工况,分别进行了单转子模型,导叶转子模型,转子静子模型,导叶转子静子模型的叶片气动弹性稳定性分析。研究表明,激波振荡对颤振特性影响显著;多排环境下存在非定常压力波的反射和叠加,明显改变转子叶片表面的非定常压力幅值和相位,进而改变转子叶片气动弹性稳定性。多排干涉作用提高了转子叶片的气动阻尼,尤其是上、下游叶排同时作用时阻尼提高了近732.7%。     

600MW机组次末级叶片断裂原因分析

通过化学成分分析、力学性能检验、金相检验及断口分析等方法,对某厂600 MW机组次末级叶片断裂原因进行了分析。结果表明:叶片的断裂属于高周疲劳断裂。并针对叶片失效情况提出了预防措施。     

汽轮机叶片断裂原因分析

某热电厂汽轮机组扩容检修时发现末级叶片出现早期断裂的质量问题。采用断口分析、金相检验、化学成分分析、表面硬化层工艺分析等方法,对汽轮机叶片的断裂原因进行了分析。结果表明:该汽轮机叶片的失效机理为疲劳断裂,叶片表面硬化层存在裂纹、气孔、局部未硬化等缺陷,降低了叶片的耐冲蚀能力,是叶片发生早期疲劳断裂的主要原因。     

一种可柔性装配的叶背超薄压紧装置

一种可柔性装配的叶背超薄压紧装置,主要用于涡轮叶片类零件背向锯齿冠磨削加工工序,用于叶片叶背压紧,它可与组合夹具元件配合使用,并可根据叶片调节距离和高低尺寸,缩短生产准备时间,提高产品加工质量。     

WP7乙系列发动机Ⅰ级涡轮叶片延伸段断裂原因分析及预防措施

分析了ＷＰ７乙系列发动机Ⅰ级涡轮叶片延伸段断裂的性质和原因。通过对断裂叶片的材质、热工艺、装配间隙的复查和断口的宏观、微观分析，证明叶片延伸段的断裂属于高周疲劳断裂；断裂的内在原因是延伸段靠叶背一侧第５、６孔处存在较高的应力集中，外在原因是叶冠总间隙过大，阻尼效果差，引起叶片振动，导致疲劳断裂。     

Damage model for simulating chloride concentration in reinforced concrete with internal cracks

We present a method to simulate, in three dimensions, the concentration of chloride ions that penetrate into concrete with internal cracks. The method comprises the crack-propagation analysis of concrete and the diffusion analysis of chloride ions. A finite-element model with a damage model that is based on fracture mechanics for concrete was applied in the crack-propagation analysis, and we were able to reproduce the three-dimensional geometry of the internal cracks. Chloride-ion transfer through internal cracks was simulated by diffusion analysis with the simultaneous consideration of damage, and a diffusion coefficient that was expressed as a function of the damage variable obtained from crack-propagation analysis. We present a formulation of crack-propagation analysis by using the damage model and unsteady-diffusion analysis in consideration of damage. We also present a verification analysis of internal cracking in concrete to demonstrate that the crack width and the chloride concentration can be evaluated without mesh dependency. This is followed by a validation analysis. A comparison between the numerical and experimental results shows that the proposed method enables the high-accuracy simulation of chloride penetration into concrete with internal cracks.     

基于小波分析的桥梁健康监测方法

通过分析桥梁健康监测中的几个关键性问题,阐述了测试数据分析处理的重要性。针对小波分析技术在信号处理和数据分析领域的优势,举例说明了小波分析在桥梁健康监测中的应用,包括可实现结构振动测试数据的信号去噪、信号检测、特征提取和数据压缩,显示出以小波分析为工具能非常有效地完成桥梁结构健康监测中的特定目标。并基于小波分析提出了结构损伤识别四阶段方法,可分阶段实现大型桥梁健康监测中的损伤预警、确认、定位及定量。较全面地展示了小波分析在桥梁健康监测中的广泛应用前景。     

复合材料层合板接触损伤问题的分析

将连续介质损伤力学的分析计算方法与复合材料层合板无损伤接触问题的分析相结合, 分析了层合板在接触载荷作用下的损伤问题。采用逆解法得到复合材料层合板无损伤接触问题的解。在进行接触损伤分析时, 考虑到实际应用中层合板的层间相对容易发生损伤, 同时为了简单起见, 不计复合材料铺层的损伤演化, 只计层间胶层的损伤, 并将层间胶层的损伤演化视为各向同性。通过胶层材料的疲劳性能实验曲线拟合得到损伤演化参数。采用附加载荷法与迭代法求解层合板接触损伤分析时应力场与损伤场的互耦问题, 得到了层间胶层的损伤度分布及应力分布。计算结果显示, 该方法收敛性好, 求解简单。      

复合材料层合梁接触损伤问题的分析

将连续介质损伤力学的分析计算方法与层合梁无损伤接触问题的分析相结合, 分析层合梁在接触载荷作用下, 层间胶层的损伤分布及应力分布。采用逆解法得到复合材料层合梁无损伤接触问题的解答, 在此基础上, 用附加载荷法与迭代法, 进行接触损伤分析, 得到了层间胶层的损伤分布及应力分布。计算结果显示, 该方法收敛性好, 求解简单。      

基于应力三轴度的钢框架循环加载损伤分析

为了研究在低周大应变循环作用下钢材损伤对钢构件及钢框架抗震性能的影响,该文在Bao-Wierzbicki的等效塑性应变与应力三轴度路径的基础上,提出了符合钢材微观机制的应力三轴度起始损伤准则。随后通过10组Q235钢板拉伸试验确定了钢材的损伤演化准则。为了验证这些准则在描述钢构件及框架损伤破坏方面的正确性与适用性,该文采用有限元软件ABAQUS对一组型钢梁、钢框架梁柱节点及一榀钢框架的典型循环加载试验进行了损伤模拟分析。分析结果显示,考虑损伤准则的有限元曲线与试验曲线吻合一致,能较为准确的描述钢构件及钢框架在循环加载下承载力与刚度退化的现象,并能直观地模拟各结构的损伤部位及损伤程度。该文研究为分析钢构件及钢框架在低周大应变循环作用下的性能退化提供较为便捷的方法。     

Fourier Analysis of Mode Shapes of Damaged Beams

This paper investigates the effect of damage on beams with fixed boundary conditions using Fourier analysis of the mode shapes in spatial domain. A finite element model is used to obtain the mode shapes of a damaged fixed-fixed beam. Then the damaged beams are studied using a spatial Fourier analysis. This approach contrasts with the typical time domain application of Fourier analysis for vibration problems. It is found that damage causes considerable change in the Fourier coefficients of the mode shapes. The Fourier coefficients, especially the higher harmonics, are found to be sensitive to both damage size and location and amplify the changes in the mode shape due to the damage. Therefore, we formulate a damage index in the form of a vector of Fourier coefficients which is robust and unique for a given damage size and damage location. The effect of noise in the mode shape data is considered and it is found that Fourier coefficients provide a useful indication of damage even in the presence of noise. Various damage levels are considered and it is found that higher modes are needed to detect small amount of damage.     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁的多尺度损伤分析研究

以润扬大桥斜拉桥为分析对象,提出了扁平钢箱梁结构的多尺度损伤分析方法。采用子结构方法将钢箱梁结构全尺度动力响应和细节尺度构件损伤相互衔接实现多尺度损伤分析。在此基础上对模态曲率、模态应变能、模态柔度和斜拉索索力指标的损伤识别效果进行了比较研究。分析结果表明:(1)无噪声情况下,除了模态柔度指标不能够正确识别钢箱梁腹板损伤以外,各损伤指标均能正确识别其余所有损伤工况。(2)对大多数情况,柔度指标的抗噪性最好,曲率指标和应变能指标次之,索力指标最差;(3)应变能指标和柔度指标在钢箱梁结构损伤定位上具有一定的互补性。     

基于Bouc-Wen模型的非线性结构多尺度损伤分析研究

研究基于小波变换的非线性结构多尺度损伤特征提取方法。基于Bouc-Wen模型描述结构非线性损伤的时域演化特征,在此基础上分析结构动力响应的奇异性分析与时能密度分析对非线性结构损伤的时域识别能力。分析结果表明,结构动力响应的奇异性分析在非平稳激励输入和噪声影响下不能表征结构的时域损伤特征,而时能密度分析方法则具有良好的抗噪声干扰能力,可以有效地反映非线性结构系统刚度的时域变化过程。     

基于分布式应变模态残差统计趋势的大跨斜拉桥损伤识别策略

近几年新兴的分布式测试技术得到了飞速发展,使得基于这类应变测试数据的损伤识别方法的研发显得尤为迫切。本文首先引入了分布式应变模态差损伤指标,并利用此指标对一大跨斜拉桥进行了损伤识别研究,分析了不同的测试环境、随机激励及损伤程度等因素对损伤识别效果的影响。然后对同种健康状态下的结构在不同测试环境条件下进行多次辨识,利用统计趋势分析和概率置信准则,提出了基于准分布式应变模态残差统计趋势的损伤识别策略。数值计算表明：所提策略很好的降低了各种随机干扰的不利影响,对斜拉桥主箱梁上发生损伤的多处单元都能准确识别出来,很好的解决了传统模态法损伤指标对结构早期轻微损伤不敏感的缺陷,避免了损伤淹没和误判现象。     

型钢混凝土异形柱框架地震损伤分析

为实现对型钢混凝土异形柱框架的地震损伤分析,采用加权系数法建立了能够反映构件损伤、楼层损伤和整体框架损伤三者迁移演化的地震损伤模型,并对两榀型钢混凝土异形柱框架进行了地震损伤试验及有限元模拟,获得了梁的弯矩-转角滞回曲线和柱的水平荷载-位移滞回曲线,进而对试件的地震损伤指数进行了计算分析。结果表明,构件、楼层和整体框架的损伤指数变化规律与试件的破坏发展历程较为吻合,说明所建立的型钢混凝土异形柱框架地震损伤模型是合理的。基于试件的破坏状态及地震损伤分析结果,提出了型钢混凝土异形柱框架对应5个性能水平的损伤指数范围,为该类结构的震后损伤评估提供了依据。