30Cr1Mo1V转子钢低周疲劳性能及损伤演变规律研究

对３０Ｃｒ１Ｍｏ１Ｖ转子钢进行３组不同温度的低周疲劳试验，分析了该转子钢低周疲劳特性，给出了应变——寿命关系式，讨论了该转子钢的循环特性，推导了该转子钢在各个温度下的应变疲劳损伤演变方程和寿命估算方程。     

改进的局部应力应变法计算汽轮机叶片的低周和高周疲劳寿命

在分析研究叶片所随承受的低周载荷和高周载荷的基础上建立了叶的疲劳载荷谱。研究了影响地片疲劳的主要因素，对局部应力应变法进行了改进，并建立了计算叶片低和高周疲劳列席明生寿命的模型，方法和软件。这种模型和方法可以计及叶片表面状况、腐蚀疲劳、材料晶粒度等因素的影响。对６６５叶片、６８０叶片、８５１叶片的低周和高周疲劳裂纹萌生寿命等工程实际问题进行了计算考核和分析。     

30Cr2MoV转子钢常温应变疲劳性能及损伤演变规律研究

能动对３０Ｃｒ２ＭｏＶ转子钢进行６组不同炉号的低周疲劳试验，给出了该材料循环稳定应力－应变曲线、应变－寿命关系、应力寿命关系以及应变疲劳损伤演变方程和寿命方程。由于试样取材有广泛的代表性，试验结果也基本上能代表该材料的疲劳性能。     

柴油机受热零件的低周热疲劳寿命预测

本文首先分析船用柴油机热载荷的加载情况，然后确定强载零件的应力－应变迟滞循环；在此基础上用应变范围区分理论和滞回能范围理论，预测受热零件的低周热疲劳寿命。并和因低周热循环损坏的机器零件进行了比较，说明两个方法都具有一定的精确性。这是由于二者都考虑了疲劳和蠕变的交互作用。     

核电汽轮机末级长叶片材料的疲劳性能研究

为了掌握核电汽轮机末级长叶片材料1Cr12Ni3Mo2VN的疲劳性能,开展了低周疲劳试验研究,测试了材料的疲劳循环响应特性、循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线,比较了不同疲劳寿命预测模型的预测结果.结果 表明:叶片材料在循环寿命的绝大部分期间都保持非常稳定的应力应变状态,仅在循环寿命初期表现出一定的循环软化特征;作为一种屈强比极高的材料,在循环周次105次及以上的疲劳寿命区域,循环塑性应变占总变形的比重变得非常小;断口形貌显示疲劳裂纹基本均起源于试样表面;Ramberg-Osgood模型和Manson-Coffin模型可以较好地拟合叶片材料的循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线;Manson-Coffin模型和Langer模型对低周疲劳寿命预测均保持了较好的准确性;三参数幂函数能量模型在104循环周次以下的预测结果很好,需要更多的数据来提高其在更高循环周次的寿命预测准确性.     

汽轮机联轴器螺栓低周疲劳特性实验研究

利用CSS-280100KN电液伺服试验机对40GrNiMoA螺栓材料在常温下进行了低周轴向疲劳试验,获得了该材料的循环应力-应变参数和疲劳寿命特性参数。该实验数据填补了国内在这方面的空白。     

10Cr转子钢的低周疲劳特性试验研究

对国产转子钢14Cr10NiMoWVNbN和国外同种转子钢TOS107的拉伸性能及低周疲劳特性进行了试验研究,将国产和国外转子钢的循环特性、循环应力-应变特性及应变寿命特性进行了对比.结果表明:在室温及600℃下,国产和国外转子钢的拉伸强度无明显差异;国外转子钢的低周疲劳强度略优于国产转子钢.根据593℃下国产转子钢低周疲劳寿命的试验结果,通过虚拟应力转换并选取合适的安全系数,得到了10Cr转子的疲劳设计曲线,该曲线可用于估算10Cr钢制转子的疲劳寿命.     

超超临界汽轮机转子蠕变对低周疲劳应变的影响

对某超超临界汽轮机高压转子多次启停和间隔分段稳态高温运行下的低周疲劳应变进行了全时域连续有限元计算与分析,给出了蠕变条件下低周疲劳应变的变化量级和变化图谱.结果表明:超超临界汽轮机转子低周疲劳寿命消耗需进行全时域连续计算,不能采用一次启停数据乘以启停次数的简单算法;蠕变对低周疲劳产生的影响具有长期性,但影响程度随时间逐步递减.     

基于多轴非线性连续损伤模型的汽轮机转子低周疲劳损伤分析

针对当前汽轮机转子低周疲劳损伤分析存在较大误差的问题,引入了非线性连续损伤力学理论,并结合多轴疲劳损伤的临界面原理,建立了多轴非线性连续损伤累积模型.基于该模型,结合某型船用汽轮机转子典型工况下的瞬态温度场和热应力场的弹塑性有限元分析结果,对复杂应力引起的转子低周疲劳损伤进行分析,并与等效应变法的寿命预测模型和线性损伤累积模型进行了比较.结果表明:基于临界面法的非线性连续损伤累积模型,不仅考虑了多轴复杂应力应变的大小、方向和加载的附加强化效应的影响,而且正确地反映了转子低周疲劳损伤的非线性累积过程,其分析结果更接近于工程实际.     

加载速率对3OCr1Mo1V汽轮机转子钢低周疲劳特性的影响

以30Cr1MolV汽轮机转子钢为研究材料,选取0.1%/s、0.3%/s和0.5%/s的加载速率,采用控制总应变的方法,在RDL 05电子蠕变疲劳试验机上研究了加载速率对材料低周疲劳特性的影响.同时,还提出在538℃下加载速率对30Cr1Mo1V汽轮机转子钢应力和低周疲劳寿命影响的关系式以及低周疲劳寿命与总应变幅值的关系式.结果表明:在538℃时,随着加载速率的提高,转子钢循环应力增大,低周疲劳寿命延长;在同一应变下,加载速率越大,所对应的应力幅值越大;随着应变幅值的增大,应力增大,低周疲劳寿命缩短.     

30Cr2MoV转子钢常温低周疲劳软化规律的实验研究

针对国产200MW机组汽轮机转子上广泛使用的30Cr2MoV钢材料进行了常温下应变控制低周疲劳试验,在试验的基础上研究了30Cr2MoV钢在常温下的循环应力应变特性。得到了该材料的低周疲劳特性参数、循环应力－应变曲线和具有95％置信度,误差限为5％不同存活率下的应变－寿命曲线,并分析了与文献结果存在差异的原因。     

30Cr2MoV转子钢高温低周疲劳性能研究

通过对３０Ｃｒ２ＭｏＶ钢汽轮机转子进行不同温度的应变控制下低周疲劳试验，给出了该材料在不同温度下的循环稳定应力－应变曲线，应变－寿命关系，应力－寿命关系，并在疲劳数据服从对数正态分布的假定基础上，给出了具有９５．４％置信度的下限应变－寿命方程，试验材料取自多个不同的２００ＭＷ机组的供货转子，数据结果具有比较广泛的代表性，对于汽轮机转子的设计和寿命估算具有一定的实际应用价值。     

30Cr3MoV转子钢的常温低周疲劳的实验研究

在试验的基础上研究了30Cr2MoV钢在常温下的循环应力变特性，得到了该材料的低周疲劳特性参数，循环应力－应变曲线和具有95％置信度的不同存活率下的应变－寿命曲线。图9表3参4。     

应用当量应变法预测柴油机活塞的多维疲劳寿命

运用ADINAT／ADINA有限元程序分析了6110型柴油机活塞的三维温度场和三维应力应变场，并采用5种带缺口试件进行了多维高温低周疲劳寿命模拟试验，根据高温强度理论归纳了当量应变范围评价准则并将这一方法用于柴油机活塞的寿命预测，结果表明，这一方法是适合的，并且对柴油机设计与使用有一定的参考价值。     

国产P92钢低周疲劳性能与断裂特征研究

采用疲劳性能测试方法研究了应变控制下国产P92钢室温和600℃高温下的低周疲劳性能,并采用扫描电子显微镜对疲劳试样断口形貌进行了观察.结果表明:国产P92钢具有循环软化特征,应变幅和温度的提高是造成材料单轴疲劳寿命降低的主要原因;2种温度下疲劳裂纹均起源于表面,裂纹扩展为条纹机制;高温下具有较低的疲劳寿命是与氧化损伤、裂纹萌生扩展速率和材料的塑性变形密切相关的.     

国产超临界汽轮机转子钢低周疲劳特性的试验研究

为了解国产超临界汽轮机转子钢的静拉伸性能和低周疲劳特性,在540℃和593℃温度下对5种国产超临界汽轮机转子钢进行了静拉伸试验和总应变控制低周疲劳试验,给出了汽轮机转子钢的静拉伸力学性能参数,并拟合出其应变-疲劳寿命关系式.结果表明:在经过540℃和593℃低周疲劳试验后,5种转子钢的维氏硬度分别下降了约15和20,试验用超临界汽轮机转子钢均具有明显的循环软化特性.     

曲轴弯曲疲劳试验圆角应变电测的误差

由于曲轴特殊的几何形状及较小的圆角尺寸,在曲轴弯曲疲劳试验中通过电测方法得到的圆角应变与真实应变峰值之间存在较大误差.采用模态叠加法的瞬态动力学计算得到了谐振式弯曲疲劳试验时曲轴圆角表面疲劳危险位置附近的弯曲正应变,并将其沿圆角周向的分布表示为一阶傅里叶级数的形式.基于计算得到的圆角应变分布规律,分析了应变电测法中以应...     

某涡轮叶片热-机械疲劳寿命预测与试验验证

为了得到某燃气轮机涡轮叶片关键截面的真实寿命,设计并开展了涡轮叶片热-机械疲劳试验,获得了真实寿命数据,并基于试验结果提出了一种涡轮叶片低周疲劳与蠕变疲劳交互的寿命预测方法。首先,采用一维线弹性关系、修正公式以及循环应力应变关系3种名义应力应变处理模型计算获得了名义应变;然后,利用SWT寿命关系式预测模型预测了叶片的热-机械疲劳寿命;再将预测寿命与试验获得的真实寿命进行对比分析。研究表明：对于某型燃气轮机涡轮叶片,基于SWT预测模型的循环应力应变关系方法相比于一维线弹性关系和修正公式法预测精度最高,与试验寿命相比,预测误差在4倍分散带之内。     

NiCrMoV钢汽轮机焊接转子模拟件接头低周疲劳性能研究

通过研究汽轮机转子焊接模拟件接头的低周疲劳性能,可为评估转子启停、转速或负荷变化等工况条件下的安全性提供参考。测试了25Cr2Ni2MoV和30Cr2Ni4MoV两种焊接转子模拟件接头室温下的低周疲劳性能,发现在较大应变幅作用下,塑性是其接头低周疲劳寿命的主要影响因素,而两种接头均具有良好的塑性储备,对疲劳寿命有利;与文献报道的30Cr2Ni4MoV锻件相比,在失效载荷相同的条件下,两种材料的埋弧焊接头可承受的弹性应变幅高于锻件,塑性应变幅略低于锻件。从整体上看,两种材料的焊接接头疲劳循环参数相近,均具有良好的低周疲劳性能。     

基于蒙特卡洛法的透平轮盘寿命计算及可靠性分析

为了对燃气轮机透平轮盘的概率疲劳寿命和可靠性分析展开充分研究,针对透平轮盘材料13Cr10MoW1VNbN开展了低周疲劳试验并进行结果分析及误差优化,基于Manson-Coffin公式及材料试验数据,建立了应变-寿命预测模型。分别采用蒙特卡洛法与包络线法,获得轮盘疲劳寿命数据样本,开展了统计分析及可靠性研究。结果表明：基于蒙特卡洛法得到的可靠度曲线比基于包络线法得到的可靠度曲线下降趋势更平缓,考虑的不确定因素更多,安全裕度更大。