奥氏体不锈钢深冷容器疲劳设计曲线探讨

现行压力容器标准中奥氏体不锈钢疲劳设计曲线均基于常温疲劳试验数据拟合得来,并未考虑低温对奥氏体不锈钢强度、疲劳寿命的影响.本文提出一种基于常温疲劳设计曲线和深冷力学性能,获取奥氏体不锈钢深冷疲劳设计曲线的方法.首先,在试验研究基础上整理分析了文献中77 K和4 K温度下的奥氏体不锈钢疲劳试验数据,并按ASME BPVC...     

汽轮机膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析

汽轮机金属膨胀节在制造、安装和运行阶段常发生塑性变形,影响其服役工况下达到设计膨胀补偿量和安全运行性能的要求。目前,核电厂关键设备主要设计参考规范(RCC-M、ASME规范第Ⅲ和ⅩⅢ卷等)正逐步发展为基于弹塑性理论的分析方法。针对某核电厂汽轮机膨胀节发生的塑性变形损伤,基于ASME规范和有限元软件ANSYS进行了膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析,包含基于材料真实应力-应变数据的不同工况组合下塑性损伤分析及结构塑性损伤后疲劳寿命的校核。     

基于ASME Ⅲ-5规范和R5规程的高温非弹性蠕变疲劳损伤评价方法研究

对ASMEⅢ-5规范和R5规程的非弹性蠕变疲劳损伤评价方法进行对比性分析及研究,详细探讨了两者的保守性构成,并基于两种规范对异型三通结构进行了蠕变疲劳损伤计算,对两种规范下蠕变疲劳损伤计算结果的差异进行了分析。结果表明,保守使用R5计算的蠕变疲劳总损伤为0.111 4,远小于ASME总损伤2.643,与不考虑安全系数的ASME总损伤0.270 9较为相近。因此,在ASME工程评价过分保守时,R5可以作为可选规范。     

美国ASME压力容器疲劳设计规范的前景工作

美国ASTM STP 770刊登了C.E.Jaske文章,着重介绍了现行的ASME压力容器疲劳设计规范中不足之处及须完成的前景工作。若干年使用规范的经验表明,此规范的疲劳设计方法是一较好且可行的方法。但在下述四个方面仍存在着不足之处,须待改进和完善。这些问题是:(1)缺乏压力容器及管道在役期的典型载荷——时间历程;(2)仅有少量的试验来验证疲劳设计规范中累积损伤法则(Miner法则),(3)尚未考虑环境(介质)对疲劳寿命的影响;(4)虽然在ASME压力容器设计规范XI卷中提出了应考虑压力容器在役期裂纹扩展的检查,但在规范中并无包括疲劳裂纹扩展方法的设计规定可循。上面四个内容中最主要的     

多轴疲劳寿命预测模型的研究

由于疲劳研究的重要性和多轴疲劳问题存在的普遍性,多轴疲劳理论及其应用的研究逐渐受到了广泛的重视。本文通过比较现有的三种寿命估算方法,由静强度准则引伸出的等效应力（应变）法、能量法和临界平面法,分析了其各自的特点。在试验的基础上,确定了控制多轴疲劳损伤的参量,并以疲劳试验中所获得的数据验证了新建的寿命估算模型。     

高压气瓶4130X钢低周疲劳特性及疲劳设计曲线探讨

针对大容积钢制无缝气瓶材料4130X钢,开展了应变控制下4130X钢的循环特性、应变幅-寿命关系、概率-应变幅-寿命关系和疲劳设计曲线研究,参考ASMEⅧ-2—2021和JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》给出了4130X钢的疲劳设计曲线。获得的4130X钢疲劳设计曲线,与规范中793 MPa≤σ_uts≤892 MPa的疲劳设计曲线有一定的差异,略高于ASMEⅧ-Ⅱ(σ_uts≤552 MPa)和JB 4732—1995(σ_uts≤540 MPa)的疲劳设计曲线。4130X钢材料疲劳寿命设计可采用本文提出的疲劳设计曲线或保守地采用ASMEⅧ-Ⅱ(σ_uts≤552 MPa)和JB 4732—1995(σ_uts≤540 MPa)中对应材料的疲劳设计曲线。     

EN 13445标准的焊接接头疲劳评定方法及其与ASME Ⅷ-2疲劳评定的对比

近年来,ASME标准是压力容器行业的研究热点,研究EN 13445标准的论文相对较少,但需要掌握EN 13445标准的工程人员较多.与广大工程人员比较熟悉的ASME标准相比,EN 13445标准针对焊接接头的疲劳评定方法有较大不同.在前人对EN 13445标准进行理论解读的基础上,从焊接接头分类、疲劳设计曲线、各种应力...     

基于RCC-M规范快速计算管道热冲击应力的探讨

对管道热冲击应力快速计算方法和核一级设备设计规范(对比RCC-M规范和ASME规范)中管道壁厚径向线性温度分布引起应力分类方法展开研究,探讨了核电厂在线疲劳监测系统中快速、精确计算管道热疲劳应力的方法。以核电厂某典型的管道T型接头为分析对象,分析了基于格林函数快速计算管道热冲击应力响应方法的有效性。研究结果表明,参考瞬态下,格林函数计算结果与有限元数值仿真结果偏差在0. 5%范围之内,基于格林函数快速计算管道热冲击应力具有较高的可靠性;参考分析瞬态下径向线性温度分布引起管道轴向最大应力值占设计规范限制3Sm的7. 03%,相比ASME规范的设计要求,RCC-M规范的分析准则存在不必要的保守性。     

16MnR钢焊接接头低周疲劳特性及其在压力容器疲劳寿命设计中的应用

本文通过16MnR钢埋弧自动焊焊接接头,针对焊接熔合区及焊缝金属进行了控制应变幅条件下的低周疲劳试验研究。获得该焊接接头有关低周疲劳特性参数,将这些参数应用于压力容器低周疲劳寿命曲线的分析,建立了低周疲劳S_a—N_f曲线方程,并与Langer计算曲线及美国ASME规范疲劳设计曲线进行了比较。     

基于三维应力分量的管道热疲劳监测数据分析

美国ASME规范第Ⅲ卷和法国RCC-M等规范均基于交变应力强度进行核一级部件疲劳寿命分析。受制于技术发展的限制,管道热疲劳分析中多采用单个方向应力或应力强度进行载荷循环峰谷值探测与载荷循环配对,但交变应力强度峰谷值探测与载荷循环配对情况不应基于任意两个时刻的单个方向应力或应力强度数值之差进行分析,而应基于单元体任意时刻6个应力分量进行评估(尤其对于各应力分量达到峰谷值时存在时间差,或主应力方向发生偏转的情况)。基于核电厂核一级管道的监测数据,探讨建立一套基于格林函数计算热应力和极值窗口进行交变应力强度计算的管道热疲劳详细分析方法,并通过核电厂某一管嘴的热疲劳分析,详细介绍了该分析方法的应用过程。典型案例分析结果表明,峰谷值探测与循环配对中未采用三维应力分量和极值窗口法时,计算获得交变应力强度的非保守度达9. 66%。     

基于GB/T 34019标准与ASMEⅧ-3标准的钢制瓶式容器疲劳寿命分析

为研究GB/T 34019标准与ASMEⅧ-3标准在计算压力容器临界裂纹扩展寿命时的差异,采用ANSYS软件建立不同设计压力和直径的4130X钢制瓶式容器,并利用自编的MATLAB疲劳计算程序计算临界裂纹循环次数,考察了应力强度因子和疲劳失效判据对容器设计疲劳寿命评价的影响.分析结果表明,在容器设计压力40～90 MP...     

RCC-M外压圆筒计算公式讨论

着重讨论法国RCC-M(2007版)标准中有关外压圆筒的计算公式,并通过算例与德国的KTA 3201.2核承压设备标准、美国2010版民用压力容器标准ASMEⅧ-2和欧洲EN 13445-3标准的计算结果进行对比分析,指出RCC-M(2007版)与这两个标准之间存在的异同,为同行在今后的设计工作中提供参考。     

ASME&RCC-M核电阀门疲劳分析的探讨

论述了核电阀门设计规范ASME和RCC-M在疲劳分析上的差异。     

ASME外压设计新方法探讨

对2007版ASME Ⅷ-2提出的外压元件设计新方法从适用范围、载荷情况、许用压缩应力与设计系数、材料性能和加强圈设计等5个方面进行了简要分析。进而讨论了为消化吸收这一新方法需要进一步开展的工作。     

基于能量平衡的电弧炉模型的仿真与参数辨识

为了研究电弧炉对电力系统的谐波影响,针对基于能量平衡关系的电弧炉(EAF)模型,利用粒子群算法(PSO)对仿真模型中的参数进行了辨识,得到的电压波形与实际波形吻合较好;在此基础上,在Matlab/Simulink中对该模型进行了仿真,将得到的仿真结果与实测谐波含量进行了对比,对比分析结果证明了该模型的合理性。研究结果表明,该建模方法能够较准确地反映电弧炉对电网的谐波影响,同时提出的参数辨识方法能够找到该模型参数合理的适应值,进而重现和预测电弧炉的负荷特性。     

ASME核电建造规范中韧性试验的三种模式

ASME第Ⅲ卷核电设备建造规范对设备材料韧性的要求和规定很有特点,不同等级的设备和不同形式的材料有不同要求,既不同于其他国家的核电设备建造规范和标准,也不同于ASME的其他各种常规压力容器规范（第Ⅷ卷）。将分散在第Ⅲ卷的各分卷中材料韧性试验方法归纳为3种模式,并作了较详细的介绍。     

基于应力场强法的缺口构件场强值算法

工程上缺口构件疲劳寿命预测是结构设计过程中不可缺少的内容,基于这一现状通过修正后的场强法来更为有效地解决此类问题非常重要。针对传统应力场强法存在的问题,在考虑其原始假设的基础上,提出一种可以在不同结构尺寸及载荷环境下计算缺口构件场强值的方法。相比于原场强法中疲劳破坏区内各点对峰值点疲劳破坏的贡献作用,新方法认为破坏区内各点对峰值处的疲劳破坏具有“阻碍作用”,并将其做了定量分析。新方法还对模型所用参数、权函数的作用形式以及疲劳破坏区的界定准则做了适当修正,弱化了场径取值对场强求解的影响,克服了传统场强法中场径定义的难题,使场强值具有了一个客观存在的精确解。另外,综合考虑缺口形貌及其附近应力的分布特征,优化了原场强法的积分形式,大大简化了场强值的求解过程。最后还应用修正后的场强法对缺口试样疲劳数据进行了计算,分析结果表明,新模型的寿命预测误差系数可保持在0.24以内,充分满足工程需求。提出的修正模型能保持高预测精度,计算过程很简洁,有很高的推广价值。     

65 m 射电望远镜天线疲劳寿命分析

文中阐述了疲劳破坏在工程中的危害性和疲劳寿命分析的重要性,论述了疲劳寿命分析的基本原理。建立了65 m天线的总体和局部的有限元模型,给出了疲劳寿命分析的边界条件。以实验数据为基础,经过处理和转化,得到了42CrMo材料的S-N曲线和Gerber曲线。对65 m天线进行了疲劳寿命分析,得到了疲劳寿命结果和危险点的具体位置,对结构设计进行了改进。结果表明:进行疲劳寿命分析,是解决天线工程上安全性和可靠性问题的有效手段。     

蒸汽发生器人孔焊接密封的螺栓疲劳分析

采用方法简单、操作性好的二维轴对称单元对蒸汽发生器焊接密封结构的人孔螺栓进行疲劳分析,并按ASME Ⅲ-NB标准进行评定。将计算结果进行对比分析,发现螺纹疲劳减弱系数对螺栓疲劳强度的影响非常大。螺纹加工方法和螺纹牙底圆角是影响螺栓疲劳强度的关键性因素。同时,根据分析结果给出了提高螺栓疲劳强度的措施,并针对蒸汽发生器焊接密封结构人孔螺栓给出了处理方法。