热采井口装置热蠕变失效分析

针对热采井口装置在蒸汽驱和蒸汽吞吐两种工况下的热蠕变失效情况,进行了其材料30CrMo在390℃,四个不同应力下的蠕变试验,对试验结果进行了拟合,获得了复合时间强化模型参数.用短期的试验进行了验证,复合时间强化模型的计算值与试验值之间的误差小于15％.运用Ansys Workbench模拟了热采井口装置主要承压件在恒温...     

热采井口装置材料30CrMo的拉伸及蠕变性能研究

针对油田热采井口装置服役寿命的评价问题,对其材料30CrMo进行了拉伸和蠕变性能研究。通过拉伸试验获得材料的常温和390℃下的力学性能;进行该材料在390℃、五个不同应力下的蠕变试验,并对试验数据进行Norton-Bailey方程拟合,得到了低应力区和高应力区蠕变本构方程;对原始试样和五个蠕变后的试样进行扫描电镜和透射电镜观察,发现材料长期处于390℃温度下,晶体内的碳元素扩散造成基体上析出物数量的增多及颗粒的增大,导致材料强度的下降;材料30CrMo在低应力区和高应力区的蠕变微观组织变化机理不同,低应力区以位错热攀移为主,高应力区以Orowan绕越方式为主。     

不动管柱热采井口光杆密封装置

在稠油类油藏开采时,常用蒸汽方法,这种方法虽然能满足油藏开采的基本需求,但在使用过程中会由于油井间的互通现象导致井口高压蒸汽刺喷现象,情况严重是更会造成油藏开采设备损坏。为探究不动管柱热采井口光杆密封装置的设计要点,对已有装置特点与所用技术的阐述,明确不动管柱热采井口光杆密封装置的应用原则及相关细节,以供参考。     

不锈钢弹簧蠕变与应力松弛行为研究

为了研究电力高压开关柜触头抱紧不锈钢弹簧的蠕变与应力松弛行为,建立不锈钢材料的蠕变本构方程,并建立不锈钢弹簧的有限元模型,对蠕变与应力松弛行为进行模拟,分析温度和丝径对不锈钢弹簧蠕变行为的影响。结果表明,环境温度越高,不锈钢弹簧的蠕变应变越大;不锈钢弹簧服役温度从25℃提高至320℃,24 h蠕变应变增大5倍;丝径增大,不锈钢弹簧的应力减小,蠕变应变也随之减小;丝径从0.8 mm增大至1.1 mm, 24 h蠕变应变从0.8%减小至0.09%。     

塑料蠕变及应力松弛

如果把一个由热塑性树脂制成的细长板的一端挂上重物,在放罱了一个较长的时间后,就会发现板的长度在随着时间一点一点地增大．而且即使把重物取下来,板的长度也不会再恢复,我们把这种现象称为蠕变．     

汽轮机螺栓材料高温拉伸应力松弛性能研究

应用高温蠕变试验机对几种汽轮机螺栓材料进行应力水平试验,可为材料选择及初始应力确定提供参考和依据,并得到了所需的松驰应力数据.     

考虑高温蠕变的螺栓和法兰材料的选配*

螺栓和法兰材料的选择是影响螺栓法兰接头密封性能的重要因素,特别是在高温条件下服役,螺栓法兰发生蠕变的情况下。分别选择法兰蠕变速率大于螺栓蠕变速率以及小于螺栓蠕变速率的两组配合方式,通过传热分析、热-结构耦合分析以及高温蠕变分析,对比研究其密封性能。结果表明:螺栓蠕变和法兰蠕变都会引起螺栓应力重新分配,随着时间延长螺栓蠕变的累积会导致螺栓截面应力越来越均匀;但法兰蠕变的累积会降低法兰刚度,致使偏转角增大进而导致螺栓内外侧受力相差越来越大;法兰蠕变速率越大,法兰整体刚度下降越快,法兰服役周期越短,因此选择高温服役的螺栓法兰接头材料时,选取的法兰材料蠕变速率不能太大,且抗蠕变性能要比螺栓材料强。     

蠕变-疲劳载荷下25 Cr2 MoVA 钢的循环应力松弛行为

试验测试了500℃时高温螺栓材料25 Cr2 MoVA在应变控制的蠕变-疲劳载荷下的循环应力松弛行为,重点考虑了不同应变幅和峰值保持时间对材料应力松弛行为的影响。研究表明,保持阶段的蠕变变形和循环加载阶段的粘塑性变形共同加速了25 Cr2 MoVA的应力松弛速率,且应变幅小的时候,材料的循环松弛速率更大。     

基于蠕变数据的应力松弛行为预测模型与方法

综合考虑三阶段蠕变速率的影响,克服现有蠕变方程不易求解的缺点,提出一种基于平均蠕变速率的线性蠕变—松弛转换模型;以幂律蠕变模型为基础,确立一套完整的基于蠕变数据的松弛性能预测方法。1Cr10NiMoW2VNbN为例的验证结果表明,该模型转换数据较好地与实际试验结果吻合,且远优于幂律蠕变模型,可推荐用于高温材料的松弛行为预测。     

GH4169合金的高温应力松弛行为及蠕变本构方程

针对涡轮盘用GH4169合金,在不同温度(550,650,750℃)下开展了应力松弛试验,并根据应力松弛曲线建立了蠕变本构方程。结果表明:GH4169合金在不同温度下的应力松弛曲线呈现出相同的特点,整个应力松弛过程可以分为快速松弛和缓慢松弛并趋于稳定两个区段;拟合曲线与试验曲线的符合程度表明二阶指数衰减函数可以很好地用来描述该合金的应力松弛过程;不同温度下应力-蠕变应变速率关系曲线可划分为低应力区、过渡区和高应力区三个区段,在低应力区与高应力区,应力与蠕变应变速率关系基本呈线性相关;通过Origin8.0软件对应力-蠕变应变速率关系曲线进行拟合得到了不同温度下的材料常数,建立了该合金的蠕变本构方程。     

高温结构应力松驰和蠕变损伤分析的实用方法

分析讨论了包含持续阶段的循环载荷作用下高温结构的应力－应变历史的规律性,在此基础上对现有的决定多轴应力松弛过程的简化方法进行了评述,并着重介绍了其简化方法。本文对该简化方法进行了改进,并用此改进形式对典型结构进行了应力松弛和蠕变损伤分析,与详细非弹性有限元分析结果的比较,证实所采用方法的可靠性和实用性。     

310钢蠕变裂纹扩展的温度和应力依赖性

本文在600～800℃和11.8～56.8MPa的初始净截面应力下研究了310钢蠕变裂纹扩展行为。试验结果表明,裂纹扩展激活能随裂纹长度增加而养活是由于断裂方式由沿晶向穿晶转变所致;第二阶段加载点位移速率具有蠕变速率特性,它表征裂纹前沿局部蠕变速率;初始净截面应为与Larson-Miller参数之间存在类似于蠕变试验中应力与Larson-Miller参数之间的关系。     

基于小冲杆试验技术的在役火电机组高压导汽管蠕变特性研究

采用小冲杆蠕变试验技术对某火电机组高压导汽管道开展566℃温度下的蠕变试验,得到了不同应力水平下挠度随时间的变化曲线。为了获得该材料的稳态蠕变特性,采用了Chakrabarty薄膜延伸模型和逆向有限元法对小冲杆蠕变试验结果进行了分析研究,获得了Norton方程中的材料参数A和n。同时对单轴蠕变试验与小冲杆分析试验获得的材料参数进行对比分析,结果表明小冲杆蠕变试验分析结果与单轴蠕变试验结果基本符合,但不同的分析方法获得的结果精度有所不同。     

基于有限元计算的汽缸紧固螺栓应力分布研究

某电厂新建机组中压外缸螺栓在168试运行过程中发生断裂,并有多条螺栓的螺纹处产生裂纹。失效分析认为该螺栓基本属于轴向大应力脆性断裂,为分析螺栓受力情况,采用有限元的方法对螺栓螺纹及螺柱的受力状况进行计算。为得到较高的精度,采用全螺纹、精细分网模型进行计算,结果表明螺纹的受力与螺柱内平均应力及螺栓材料的应力应变曲线有紧密联系;接触的前3阶螺纹承受的应力较大,最大应力约为螺杆平均应力的2. 5倍,工况下达到了屈服强度的82. 8%,往后各阶螺纹应力逐步递减;对螺栓加载过程进行了模拟,发现应力水平受加载历史影响。结合螺栓服役条件,认为本次螺栓裂纹与安全裕度不足有关,在附加应力的影响下造成螺栓开裂失效。     

片式元器件无焊缝焊点热循环加载应力应变分析

建立了片式元器件无焊缝焊点有限元分析模型,研究了热循环加载条件下焊盘长度、焊盘宽度、焊点体积和焊点材料对焊点热循环应力应变的影响。结果表明:热循环加载条件下,片式元器件无焊缝焊点内的应力应变大于有焊缝焊点;在只单一改变焊盘长度、焊盘宽度和焊点体积的前提下,无焊缝焊点内的最大应力应变随焊盘长度和焊点体积的增大而增大、随焊盘宽度的增大而减小;对于Sn63Pb37、Sn62Pb36Ag2、SAC305和SAC387这四种焊料,采用无铅焊料SAC305的无焊缝焊点内的最大应力应变最小。     

金属高温应力松弛行为研究

根据高温下金属应力松弛的基本特征，提出用以描述应力松驰行为的表达式。该表达式可用于拟合松弛试验结果，并根据试验结果预测下同初应力时的应力松弛行为。本文还推导了重复加载条件下松弛剩余应力的计算公式。用于同材料试验数据的验证结果表明，本文提出的表达式和方法具有广泛的适应性良好的预测精度。     

应力松驰对估算锡晶须生长的影响

为了描述锡晶须生长过程中的应力生成与应力松驰同时发生的特性,对弹塑性-蠕变本构模型采用返回映射算法,在Abaqus平台上,通过自编的UMAT子程序进行求解。有限元计算表明,与Abaqus自带的弹塑性模型相比,弹塑性-蠕变模型能够有效的反映材料的应力松驰行为。应用该程序,我们计算了无铅焊试样中应力的变化,根据应力的变化估算了锡晶须的生长率,并研究了晶粒尺寸对锡晶须生长率的影响。     

螺栓松动寿命特性试验研究

为研究螺栓松动寿命特性,利用疲劳试验机,设计了螺栓横向振动试验。首先改变横向振动频率,对比位移、速度、加速度振幅对螺栓松动寿命的影响,确定横向位移振幅是影响螺栓松动的主要因素。之后对五个位移振幅等级下的螺栓松动程度进行监测,通过剩余预紧力-振动次数曲线表示螺栓松动情况。将各个位移振幅下预紧力各个阶段数据汇总,参照疲劳研究中材料S-N曲线,绘制成不同松动情况下(剩余预紧力百分比)螺栓松动的位移-寿命(D-N)曲线。分析结果表明:通过螺栓松动D-N曲线,发现螺栓松动寿命曲线与材料疲劳寿命曲线在对数坐标下同样具有双直线、高低周分界的特性。