电站面式减温器辐射状裂纹成因分析及预防对策

针对同一台电站面式减温器连续两年在蒸汽引出管孔处出现辐射状裂纹,本文从面式减温器高温高压下的材料特性、理论应力计算和工作环境三个方面作了详细的分析和讨论,获得了蒸汽引出管孔处所承受的应力值,同时校核了电站面式减温器在实际运行过程中的结构强度,从而分析了面式减温器产生辐射状裂纹的主次因素,最后提出了相应的预防对策和改进建议。     

减温器管座焊缝裂纹的成因分析

对中压锅炉面式减温器管座焊缝裂纹产生的原因进行分析     

锅炉过热蒸汽二级减温器损坏分析与处理

针对锅炉过热蒸汽二级减温器损坏情况,分析减温器喷管断裂及减温器筒体、管座产生裂纹的原因,采取了临时处理措施,并对设备进行改造,实现了优化。     

厚壁筒双轴向表面裂纹尖端应力强度因子影响因素的研究

在现有文献对平面结构任意分布多裂纹间相互作用影响因素及厚壁筒轴向表面单裂纹尖端应力强度因子分析的基础上,提出了包含裂纹尖端应力强度因子影响因素的厚壁筒双轴向表面裂纹尖端应力强度因子公式.根据有限元方法,利用ANSYS软件对不同厚壁筒壁厚比、不同裂纹深度比及不同裂纹夹角情况下双轴向表面裂纹尖端应力强度因子进行了计算,分析...     

多轴变幅应力状态下连杆微动疲劳全寿命研究

提出了一种适用于多轴变幅疲劳应力作用下的疲劳全寿命计算模型；结合有效应力强度因子幅理论和雨流计数技术处理应力谱，修正了Paris疲劳裂纹扩展速率公式使其适用于多轴变幅应力条件；在修正的Paris公式中引入短裂纹修正尺寸，得到全寿命计算模型；以斜切口式柴油机连杆齿形配合面处的寿命计算为工程算例，基于材料试验和有限元分析，计算得到配合面危险节点的寿命。结果表明，该模型可进行复杂工况下结构表面裂纹从任意初始尺寸扩展到任意设计尺寸的寿命计算，对指导关键性零部件寿命设计和确定检修时间具有重要意义。     

16MnR发球筒爆裂失效分析

对发球筒爆裂事故,开展了现场设备和工艺操作状况检查及实验室检验。综合分析表明：发球筒爆裂失效是由于接管材料发生低温低应力脆性断裂所致。接管材料错误使用20CrMnTi,却仍然采用16MnR和16MnⅢ锻的焊接工艺,接管与简体焊接后未热处理,使得焊缝接管侧热影响区硬度高,从而产生表层盖面焊热影响区过热粗晶区脆化,在筒内高压力作用下,粗晶区承受较大拉应力,产生微裂纹,同时,焊缝接管侧热影响区和母材20CrMnTi的低温韧性差,致使裂纹快速扩展,发生瞬间脆性断裂,裂纹沿筒体材料的轴向迅速扩展,最终导致整个发球筒失效。     

考虑残余应力的螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法研究

考虑渗碳、磨齿、喷丸等工艺产生的齿面残余应力,建立齿面接触应力与残余应力的复合应力场,提出一种螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法。构建齿轮有限元接触分析模型,计算多轴交变接触应力场。考虑空间螺旋曲面残余应力分布的复杂性,将变曲率齿面离散为网状节点;测量各节点表面与次表面的残余应力,建立齿面残余应力场。基于Dang Van多轴疲劳准则,构建齿面裂纹萌生模型;计及残余应力与裂纹闭合效应,构建齿面裂纹扩展模型。计算复合应力场下齿轮接触疲劳寿命,研究残余应力对齿面裂纹萌生-扩展寿命的影响规律。结果发现：复杂齿面空间变曲率会影响喷丸等工艺产生的残余应力分布,中心区域的残余压应力高出齿面边缘区域约20%;复合应力场下齿面裂纹萌生位置与寿命主要取决于接触应力,残余应力会改变齿面节点平均应力进而影响疲劳寿命;齿面裂纹扩展寿命约占全寿命的10%,表征齿轮接触疲劳快速失效至迅速断裂。上述研究对于高性能齿轮传动的长寿命、高可靠性设计具有一定的参考价值。     

35t/h炉面式减温器冷却水管裂纹原因浅析

对面式减温器冷却水管产生裂纹原因的分析表明，由于水质含氧和Cl^-离子过高，造成腐蚀，同时由于操作不当，产生温变应力，致使冷却水管腐蚀疲劳产生裂纹。     

在役超高压反应管的疲劳强度及裂纹扩展寿命的研究

本文根据带内外壁人工缺口高压聚乙烯反应管的内压疲劳试验结果,分析了适用于厚壁管的应力强度因子表达式,研究了残余应力衰减对反应管疲劳裂纹扩展寿命的影响。研究结果表明:厚壁管的疲劳裂纹扩展计算应采用Newman—Raju公式(对外壁裂纹还应进行适当修正);自增强残余应力的作用主要在提高裂纹萌生寿命,而对在役反应管的裂纹扩展寿命影响不大;反应管的裂纹扩展寿命较短,所以应尽量避免内外壁产生裂纹。     

硬齿面齿轮齿根裂纹扩展特性与剩余寿命研究

为了研究齿根裂纹对硬齿面齿轮疲劳寿命的影响,以某渐开线硬齿面齿轮为研究对象,基于断裂力学方法和疲劳裂纹扩展理论,分析研究了齿轮齿根疲劳裂纹扩展机制;建立了考虑载荷大小、初始裂纹大小以及初始裂纹位置等因素影响的硬齿面齿轮齿根裂纹扩展剩余寿命分析模型,研究了齿根裂纹不同扩展阶段的应力强度因子演变规律与裂纹扩展机制;根据某渐开线硬齿面齿轮副弯曲疲劳试验数据,对所建计算模型进行了分析与验证,证明了模型的准确性。结果表明,与Ⅱ型裂纹、Ⅲ型裂纹相比,Ⅰ型裂纹应力强度因子最大,从齿面到裂纹深度方向,其值逐渐减小;随载荷、裂纹长度、裂纹宽度以及初始裂纹距齿宽中心位置的距离等因素的增大,裂纹扩展剩余寿命都随之减小。     

内壁含轴向半椭圆裂纹压力容器热弹塑性效应数值分析

基于固体材料的热弹塑性效应,采用单向耦合数值分析方法,对内壁含有轴向半椭圆裂纹压力容器在单调递增载荷下的热弹塑性效应进行了数值分析,得到了含裂纹缺陷压力容器在内压载荷作用下的应力应变分布及演化特点,获得了裂纹前缘以及与之相邻的压力容器筒体外壁节点温度分布及变化规律。结果表明,裂纹最深处的应力集中较裂纹前缘其他区域更为明显,且裂纹长度和深度都对裂纹区域以及与之相邻的筒体外壁区域的温度变化产生影响。当裂纹较小时,外壁面温度不连续范围较窄,甚至难以通过温度不连续性来判明裂纹缺陷的存在;当裂纹较大时,外壁面的温度不连续范围较广,但温度变化最大的区域始终位于与裂纹面毗邻的筒体外壁区域。所得结论可为压力容器内壁半椭圆裂纹缺陷的红外无损检测提供参考。     

回转窑筒体安装施工技术改进

回转窑筒体设备安装是球团设备施工中的重点,通过分段组对焊接和在筒体内壁增加调整装置有效提高了设备安装的施工效率和调整精度,针对低温天气环境下筒体焊接施工采取相应措施保证了施工质量。     

钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的预测

利用断裂力学理论建立了钢轨踏面斜裂纹扩展寿命预测模型;以CRH2型动车组为研究对象,计算了轮轨接触时钢轨内部的应力分布,然后利用预测模型估算了钢轨踏面斜裂纹的扩展寿命,并分析了摩擦因数、裂纹倾斜角、钢轨磨损率等因素对钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的影响。结果表明:倾斜角在30°～40°时,斜裂纹扩展寿命随摩擦因数的增大而降低;裂纹倾斜角增加到50°～60°时,斜裂纹扩展寿命先增加后减小;随裂纹倾斜角的增大,斜裂纹扩展寿命先增后减;斜裂纹扩展寿命随磨损率增大先缓慢增加,当磨损率达到一定值后急剧增加;实际使用数据间接证明了模型预测的准确性。     

2195铝锂合金火箭贮箱焊接接头强度分析

为确定火箭贮箱搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头疲劳寿命,完成对贮箱结构的疲劳分析,对2195铝锂合金母材标准试件与搅拌摩擦焊焊接接头标准试验件进行静力试验与常幅疲劳试验,得出母材与FSW焊接接头的拉伸强度等力学性能参数,同时绘制其S-N曲线。在试验数据基础上,应用ABAQUS软件对贮箱进行静力分析,联合NCODE软件估算贮箱模型在给定工况载荷下的疲劳寿命。结果表明：应力最严重位置为筒段焊缝处,最先破坏位置发生在筒段横竖焊缝交接处。在疲劳寿命分析的基础上应用ABAQUS-FRANC3D软件联合仿真,在焊缝破坏位置处插入角裂纹,模拟三维裂纹扩展,当裂纹扩展为穿透裂纹时,计算终止。计算了三维表面裂纹的应力强度因子和裂纹扩展寿命,为贮箱损伤容限提供了评估思路。     

球罐裂纹安全分析

本文运用CVDA评定了球罐裂纹的安全性,计算了安全寿命,其结论与一年半来的生产实践吻合。寿命估算中研究处理了积分上限的确定问题。提出了超声波安全监测、局部保温、生产调度、局部低温消除残余应力热处理等四方面简便易行而又有实效的安全技术措施。     

齿面几何结构对面齿轮弯曲疲劳寿命的影响

基于坐标变换和啮合原理推导出面齿轮齿面方程,建立不同齿面参数(压力角、模数)的面齿轮传动有限元模型,分析了齿面参数对齿根弯曲应力、接触面积的影响以及弯曲应力沿齿高方向、齿宽方向的分布规律。面向磨齿及铣齿齿面粗糙度,根据修正的局部应力应变法计算了不同齿面粗糙度下的疲劳裂纹生成寿命,利用损伤容限设计法对疲劳裂纹扩展寿命进行了预测。研究结果表明,压力角对齿面弯曲疲劳寿命影响明显,尤其是对裂纹扩展寿命影响较大,增大压力角有助于提高齿面弯曲疲劳综合寿命;此外,磨削齿面较铣削齿面有利于提高齿面弯曲疲劳寿命。研究内容可为面齿轮抗疲劳设计提供依据。     

线弹性断裂力学在厚壁筒疲劳和断裂中的应用

根据受压厚壁筒的应力强度因子关系式,可以预计受压厚壁筒的疲劳和断裂行为,使过去在高压容器上所发生的许多灾难性事故完全避免。本文的基本内容就是如何确定厚壁筒的应力强度因子关系式,及用它来估算疲劳寿命。本文还介绍了一种新的实验技术,它包括圆环试样的试验装置和简便迅速的疲劳裂纹预制方法。此外,还论证了人们感兴趣的单裂纹和多裂纹问题,指出单裂纹对裂纹起始深度非常敏感,并且不可能有“泄漏先于破坏”的断裂;而多裂纹对裂纹深度不那么敏感,在实际的韧性范围内,一定会有“泄漏先于破坏”的断裂。     

膜片联轴器膜片的疲劳寿命讨论

以束腰式膜片为研究对象,利用Ansys有限元应用软件对膜片中存在的应力进行了计算,得到了膜片应力的结构变形图、节点应力分布图及最大应力点的数值和位置.根据计算结果依据疲劳裂纹形成寿命计算的局部应力一应变法,对膜片的疲劳寿命进行了计算.     

不同裂纹扩展公式的裂纹扩展寿命对比研究

不同裂纹扩展公式所对应的扩展寿命是不同的,本文在某型直升机主桨叶延寿过程中,通过对其根部接头材料的断裂性能试验,计算得到了不同裂纹扩展公式下的裂纹扩展寿命,时比研究了不同裂纹扩展公式下的裂纹扩展寿命的差异,并分析研究了应力比对裂纹扩展寿命的影响.对于不同的裂纹扩展公式,应力比越大,裂纹扩展寿命越小,应力比越小,裂纹扩展寿命越大.     

循环载荷下热疲劳裂纹的应力强度因子

为揭示循环温度载荷对热疲劳裂纹应力强度因子的影响规律,考虑材料的多线性塑性随动强化性质,用有限元法计算多种循环载荷作用下裂尖点的应力-应变和热疲劳裂纹的应力强度因子。该应力强度因子值由裂尖附近压缩塑性应变的累积量决定。压缩塑性应变对温度载荷的作用次序敏感,因此应力强度因子也受到温度载荷的作用次序的影响。恒温度幅循环条件下,如果不考虑裂纹扩展,热疲劳裂纹的应力强度因子不随循环次数变化。变温度幅循环条件下,低温循环不会影响其后的高温循环应力强度因子;高温循环却影响其后的低温循环应力强度因子,并使得低温循环的应力强度因子与高温循环的应力强度因子相同,因此突发的高温载荷严重威胁高温构件的寿命。热疲劳裂纹扩展试验证明了有限元计算结果的正确性。