汽轮机转子蠕变—疲劳耦合寿命精细分析与传统方法的比较

通过对汽轮机转子蠕变－疲劳耦合寿命分析的传统方法与精细方法的算例比较和结果分析，指出了精细分析方法的合理性，优越性以及应用前景。图５表１参６。     

工业汽轮机转子高温疲劳及寿命评估

在工业汽轮机转子材料低周疲劳试验及对实际工况下转子瞬态温度场、应力场分析的基础上,对转子的有效寿命进行预测,并研制成专用软件。实例分析表明,该软件能快速有效地达到上述目的,对工程应用有现实意义。     

基于有限元技术的大型汽轮机转子寿命评估系统

结合机械结构寿命评价理论和数值分析方法,对基于有限元的大型汽轮机转子寿命评估系统进行研究。采用归一化方法对复杂的转子实际换热边界条件进行处理;依据转子的运行历史数据和结构几何参数自动生成传热学、力学边界条件,利用Delaunay非结构化自动剖分算法对几何模型进行网格剖分,将载荷谱处理和损伤累积无缝嵌入有限元分析过程。在此基础上,形成了基于复杂数值方法的转子寿命评价集成化系统,该系统具备了转子稳态、瞬态温度场、应力场和应变场分析及损伤和寿命评估功能,能直观显示转子损伤场分布及其演变,克服了传统方法中一些难以处理的技术障碍。     

基于材料老化和蠕变疲劳交互作用汽轮机转子寿命预测

根据材料老化和蠕变-疲劳交互作用对致裂寿命的影响，建立了汽轮机转子寿命预测模型和预测方法，以N75MW汽轮机转子为对象进行了寿命损耗分析和预测，指出基于材料老化和蠕变疲劳交互作用，可以有效提高汽轮机转子寿命预测的精度。     

汽轮机疲劳寿命评估工程处理方法的适用性

通过对汽轮机研究中各种影响寿命评估因素的探讨，结合实际的试验数据和计算结果，分析了它们对汽轮机寿命评估总体效应的影响，并由结果的比较分析阐明了为何在工程处理中这种理论上看来不能容忍的忽略却未对实际结果产生很大影响。     

汽轮机转子疲劳强度理论研究现状与展望

对目前汽轮机转子疲劳强度理论的研究现状进行了综述，分析了汽轮机转子疲劳强度理论的局限性和存在的问题，并对当前的损伤力学理论进行了简要的介绍，阐述了将损伤力学理论应用于转子疲劳强度分析的优越性。最后，就汽轮机转子疲劳强度的损伤力学研究进行了展望。     

材料硬度值下降对汽轮机转子寿命消耗计算的影响

对高温金属材料硬度值进行了研究，发现硬度值下降对计算汽轮机转子低周疲劳寿命和高温蠕变寿命影响较大，考虑硬度值变化对汽轮机寿命计算更接近实际寿命消耗。     

汽轮机叶片表面状况对疲劳寿命的影响

汽轮机叶片的疲劳操作和疲劳寿命除与交变应力、平均应力、材料的强度和循环性能、运行条件等有关外,在相当大程度上与叶片表面状况（应力集中、加工状况、强化、腐蚀介质、微动磨损等）有关。本文深入研究了叶片表面状况对疲劳寿命的影响,采用改进的局部应力应变法对实际叶片进行的相应计算、对比和分析表明,叶片的疲劳寿命对表面状况很敏感。研究工作对叶片状况、制造、运行及故障分析有着现实的理论和工程应用价值。     

启动工况下汽轮机转子疲劳寿命消耗和裂纹扩展量的计算

本文根据汽轮机转子材料30CrMoV钢低周循环疲劳和高温疲劳裂纹扩展试验,用暂态变物性温度热弹塑性有限元对冷态启动工况下的汽轮机转子进行应力场分析结果分别进行无裂纹转子疲劳寿命损耗和转子疲劳裂纹扩展估算,并对估算方法及应力强度因子计算进行了初步分析。     

汽轮机转子蠕变-疲劳耦合寿命精细分析与传统方法的比较

通过对汽轮机转子蠕变－疲劳耦合寿命分析的传统方法与精细方法的算例比较和结果分析，指出了精细分析方法的合理性、优越性以及应用前景．图５表１参６     

喷雾降温对燃气轮机涡轮叶片损伤的影响

建立了燃气轮机高温涡轮叶片损伤评估模型,包括热力学性能计算模型、应力评估模型、热评估模型和交互损伤分析模型,无法测量参数由热力学性能计算模型计算,作为应力评估模型和热评估模型的输入。根据蠕变与疲劳损伤模型分析结果,对进气道内使用喷雾冷却降温的燃气轮机高温涡轮叶片进行损伤评估,比较了燃气轮机在不同转速以及负荷下,使用喷雾冷却系统前后,高温涡轮叶片损伤的变化,定量评估喷水量对高温叶片寿命的改善。结果表明:启用喷雾冷却系统可以大幅减小因蠕变造成的叶片损伤,在低负荷(30%)时损伤减小的幅度尤为明显,其预期寿命从40 000 h延长到50 000 h以上,可以大幅延长叶片的使用寿命;在夏季运行时(53%负荷),如果以减少蠕变损伤为目标,可以考虑增加喷水量,从40%～100%,叶片各级蠕变损伤最高可减小13.5%。     

汽轮机隔板高温蠕变寿命评估方法的研究

针对现役引进型机组高温蠕变现象难于正确评估的情况,提出了根据机组历次大修记录的变形数据和有限元计算相结合的方法得到材料蠕变参数.采用该方法对某电厂600 Mw机组T11 级隔板的高温蠕变变形问题进行了分析研究,并应用商用软件对隔板在继续运行中的变形和应力情况作出了预测和评估.结果表明:隔板最大应力产生的位置在隔板外环叶片的出汽侧,靠近中分面边缘叶根、叶片的出汽边处,其值为160 MPa,按每年连续运行8 000 h计算,隔板的使用寿命约为30年,与制造商提供的设计寿命一致,得出了机组在一个大修期内不必立即更换隔板的结论,节约了维修费用,为汽轮机或燃气轮机高温部件的蠕变寿命的评估提供了一种实用方法.     

损伤力学方法在汽轮机高温蠕变损伤分析中的应用

采用非线性连续损伤力学模型对600MW汽轮机高压转子在典型冷启动工况下的蠕变寿命进行了预测，并同当前普遍使用的累积损伤理论进行比较，指出了累积损伤理论存在的问题。分析结果表明，连续损伤模型能更合理地描述材料蠕变损伤的累积发展过程。     

舰用燃气涡轮叶片材料的蠕变寿命模型研究

本文在金属材料典型蠕变过程的基础上,分别研究了蠕变各个阶段的本构模型。针对金属材料在较高应力下没有蠕变稳定阶段的现象,提出了金属材料高低应力值的判定准则并根据高低应力的不同特点推导了不同的耦合损伤本构模型。通过对舰用燃气轮机涡轮叶片材料的蠕变试验结果与模型预测结果进行比较可以看出：本文提出的蠕变模型近似地模拟金属材料的蠕变全过程,准确地预测金属材料的蠕变寿命。     

冷启动工况下汽轮机转子的疲劳损伤

在对600MW汽轮机高压转子冷启动工况下的温度场、热应力进行了瞬态有限元分析的基础上给出了热应力随启动温升率的变化关系,进而采用转子材料的低周疲劳曲线计算出不同启动温升率下转子的低周疲劳损伤。为现场运行制定安全、经济的启动过程提供了一定的理论依据。     

600MW汽轮机转子疲劳寿命计算

采用电厂实际启、停机曲线对６００ＭＷ汽轮机组的高、中压转子分别进行了三维瞬态温度场及非线性应力场分析,并采用３０Ｃｒ１ＭｏＶ低周疲劳曲线对机组在实际启、停过程中的寿命损耗进行了估算。温度场及应力场的计算采用轴对称有限元法。     

汽轮机部件应力腐蚀寿命评估方法研究

应力腐蚀是核电汽轮机运行于湿蒸汽区域的低压部件中普遍存在的问题之一.采用的寿命可靠性分析方法是一种基于Clark模型思路发展的概率分析模型,并基于Abaqus平台,采用Python语言,开发了应力腐蚀寿命分析程序,对百万核电低压结构进行应力腐蚀寿命评估,为本公司在核电设备安全设计方面提供技术保证.     

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.