核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的研究

提出核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的计算与评定方法。介绍核电汽轮机转子的低周疲劳与高周疲劳的应力幅与应力范围、低周疲劳裂纹扩展寿命与高周疲劳扩展寿命的计算方法。给出了核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展日历寿命的计算与评定方法,以及1 000 MW级核电汽轮机焊接低压转子疲劳裂纹扩展日历寿命的计算与改进的应用实例。结果表明,高周疲劳对汽轮机转子疲劳裂纹扩展日历寿命有比较大的影响,新研制核电汽轮机的转子结构设计和在役核电汽轮机的转子安全性评定,需要评估转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展 寿命。     

核电汽轮机低压焊接转子模拟件接头高周疲劳性能研究

研究并对比了25Cr2Ni2MoV焊接转子模拟件埋弧焊和氩弧焊接头高周疲劳性能,发现氩弧焊接头高周疲劳性能优于埋弧焊接头高周疲劳性能。观察高周疲劳断口发现：埋弧焊接头高周疲劳裂纹启裂于气孔与夹杂物;而氩弧焊接头启裂于气孔。针对内部启裂源为气孔的情况,提出通过测量启裂区(不含启裂源)特征尺寸求得高周疲劳裂纹启裂速率的途径来评价高周疲劳性能。通过白光干涉形貌仪测量启裂区特征尺寸,发现埋弧焊接头高周疲劳裂纹启裂速率高于氩弧焊接头高周疲劳裂纹启裂速率,与实际高周疲劳性能测试结果一致。     

调峰载荷谱下200MW汽轮机转子疲劳寿命估算

阐述了载荷谱下汽轮机转子疲劳寿命的计算方法，推导出计算转子瞬态温度场弹塑性应力场的有限元方程，并编制了程序。用该程序计算了２００ＭＷ汽转子在几种启、停工况下的分布，最后计算了该转子在调峰载荷谱下的疲劳寿命消耗。     

TA2,Q345及其爆炸复合板高周疲劳性能研究

室温下,对覆板TA2、基板Q345、爆炸复合板TA2/Q345的光滑试样进行静态拉伸和高周疲劳试验;线性拟合出最大应力幅σ_(max)和疲劳寿命N的关系曲线,并对其疲劳断口进行扫描分析。结果表明,复合板TA2/Q345的抗拉强度优于基板和覆板,疲劳强度介于基板与覆板之间,σ_(-1p)=0. 31σ_b,复合板的疲劳比较小,抵抗疲劳作用的能力较差。复合板TA2/Q345疲劳断口呈现多源性,裂纹萌生于基板Q345表面,终断于覆板TA2;多源裂纹扩展交汇时形成台阶,基板Q345向覆板TA2扩展时出现了"爬坡"现象,且覆板TA2侧出现了"剥离撕裂"。由于覆板和基板弹性模量、晶体结构、金相组织的差异,造成复合板结合界面开裂。     

AP1000核电汽轮机转子疲劳断裂分析

针对核电汽轮机转子疲劳断裂进行分析,分别对高周疲劳以及低周疲劳引起的转子断裂进行分析。分析表明：除了破坏性超速原因,无论是低周疲劳还是高周疲劳均不会导致低压整锻转子产生断裂。     

超超临界汽轮机高中压转子钢高温低周疲劳性能研究

采用应变控制对超超临界汽轮机12％Cr转子钢进行高温低周疲劳试验,并对试验结果进行了讨论.拟合了循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线,得到该材料的室温低周疲劳特性参数,包括Ramberg-Osgood参数和Manson-Coffin参数,推测出该材料的转变寿命.对转子不同位置(外缘,芯部)进行取样分析,探讨其低周疲劳性能差异,并对不同应变幅控制下的应力、寿命变化进行了深入研究.     

温度对2CrMo转子钢低周疲劳性能的影响

在室温和高温(450,500,566℃)下对2CrMo转子钢进行了应变控制的低周疲劳试验,得到了该钢应变-寿命关系式及循环稳定应力-应变曲线,研究了温度对低周疲劳性能的影响,并观察了疲劳断口形貌。结果表明:在试验温度下,试验钢均出现了循环软化现象;随着温度的升高,试验钢的疲劳循环强度系数及循环应变硬化指数下降,同一应变下的低周疲劳寿命缩短;其疲劳断口中疲劳辉纹的间距随温度的升高而增大,塑性变形增大。     

不同温度下镍基单晶高温合金的低周疲劳性能

研究了Ni-Cr-Co-Mo-W-Ta-Nb-Re-Al-Hf-C系镍基单晶高温合金在不同温度(800,980℃)下的低周疲劳性能.结果表明:与800℃下相比,980℃下合金的塑性变形量更大,损伤更严重,疲劳强度更低,寿命更短;2种温度下合金的疲劳断裂均为类解理断裂;800℃时,裂纹萌生于疏松组织处,沿{111}平面扩...     

钛合金高周疲劳特性的影响因素分析

高周疲劳（HCF）亦称高循环疲劳,它是航空燃气涡轮发动机的主要失效方式之一。高周疲劳失效几乎涉及航空发动机每一个钛合金零件,如压气机叶片、压气机内环和机匣等,会导致发动机重要部件的过早失效,甚至整个发动机和飞机的损失。但仅研究高周疲劳并不能解决实质问题,必须研究各种损伤对钛合金材料高周疲劳特性的影响。损伤通常包含低周疲劳、外物损伤、在缺口或应力集中处形成裂纹和接触疲劳等,这些损伤都可能降低高周疲劳性能。本文主要介绍和总结了国内外有关低周疲劳和外物损伤对钛合金高周疲劳特性影响的研究现状。     

30Cr2MoV转子钢门槛值附近的疲劳裂纹扩展

测试了30Cr2MoV转子钢室温及550℃下的门槛值及其附近的疲劳裂纹扩展速率,对不同的试验结果作了比较。讨论了温度对门槛值及其附近的da/dN的影响;应力比对门槛值及其附近da/dN的影响;并对产生这种影响的机制作了初步分析     

600MW汽轮机低压转子磨损前及修复后轴系振动和疲劳特性分析

针对某电厂一台600MW汽轮机低压转子磨损前及修复后的轴系振动特性和扭振疲劳特性进行了全面的分析,计算分析结果表明：低压转子修复后,该机组轴系的振动特性参数与原设计基本一致,满足设计规范要求,扭振疲劳强度也满足材料的强度要求,机组可安全稳定运行。     

应变能—内应力干涉模型的多轴高周疲劳研究

塑性应变能使材料微观组织结构发生不可逆变化而引起等效宏观应力,该应力随循环加载而增大。假定该应力的一种分布函数,将疲劳极限以上加载等效为塑性应变,建立了塑性应变与加载应力成线性关系的表达式,由此得到循环加载的塑性应变能。导出其最大应力与外加应力叠加达到材料本征断裂应力时的裂纹成核寿命,并由微裂纹引起上述两部分应力变化,得到继续加载直至宏观裂纹出现的疲劳寿命。所建立的多轴疲劳寿命公式由三个材料参数表达,并通过单轴疲劳试验数据确定。初步研究表明,该模型对所引用的多轴疲劳试验数据有很好的预测能力。     

汽轮机转子中心孔对转子温度和应力分布的影响

为使汽轮机转子在线热应力监测和寿命管理系统中的危险截面确定有准确的依据,对135MW汽轮机转子进行冷态启动条件下的热一应力耦合有限元计算。计算了存在中心孔和无中心孔两种转子模型,及在相同几何尺寸、相同边界条件和初始条件下的温度分布和应力分布。计算结果表明,两个转子模型的外表面应力差异不大,但中心部位的应力相差较大。     

低周疲劳和蠕变交互作用下汽轮机寿命的计算方法

本文论述了汽轮机寿命的计算方法;介绍了国际上的低周疲劳和蠕变交互作用下的致裂界限曲线;提出了致裂界限方程式,绘出了曲线。本文主线在汽轮机运行现场,采用部件的硬度变化,计算其对寿命的影响,把硬度归纳到计算公式中。     

高强韧中锰钢CO2气体保护焊接头的疲劳性能

采用CO₂气体保护焊对30 mm厚高强韧中锰钢板进行对焊试验,通过圆棒拉压疲劳试验获得中锰钢焊接接头的应力幅-寿命曲线,测定了其高周疲劳极限并观察其断口形貌。结果表明：在应力比为-1、循环次数为10⁷周次条件下,中锰钢焊接接头的高周疲劳极限为353 MPa;当中锰钢焊接接头焊缝中存在明显的焊接缺陷时,疲劳裂纹萌生于微观缺陷处,而当焊缝中无焊接缺陷时,疲劳裂纹萌生于试样表面熔合线位置,疲劳裂纹扩展区表面粗糙,存在着明显的二次裂纹,瞬断区表面存在大量均匀细小的韧窝。     

时效工艺对沉淀硬化不锈钢弹簧低周疲劳性能的影响

通过对Ｃｒ１２Ｍｎ５Ｎｉ４Ｍｏ３Ａｌ半奥氏体沉淀硬化不锈钢弹簧疲劳性能研究和疲劳断口分析，指出在５２０℃时效温度下ε－Ｆ中析出的大片状脆性相是诱发疲劳裂纹，使疲劳寿命降低的主要因素。将时效温度改为３００℃后，避免片状脆性相产生，基体塑性改善，材料缺口敏感性降低，疲劳寿命可提高约３倍。     

35CrMo合金钢的低周疲劳损伤演变

通过控制应变幅的低周疲劳试验,测定了国产35 CrMo合金钢在不同应变水平时的损伤变化情况。根据试验结果,给出了一个非线性损伤律,并进一步讨论了其损伤的演变方程。     

考虑平均应力影响的7075-T651铝合金疲劳性能研究

研究了平均应力效应对7075-T651铝合金疲劳性能的影响,选取了R=0.5、0.3、0.1和-0.1四组应力比进行疲劳试验。结果表明,同一应力比下,随着峰值应力水平的增加,疲劳寿命逐渐降低;而同一峰值应力水平下,随着应力比的提高,疲劳寿命则呈现出逐渐升高的趋势。同时,使用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)观察疲劳断口形貌发现,在峰值应力相同的情况下,裂纹萌生及扩展区的扇形面积随平均应力的增大而增大。最后,基于7075-T651铝合金疲劳实验结果,提出了一种考虑S-N-R的改进型预测模型,结果对比显示相较于其他模型,此模型在一定程度上对7075-T651铝合金具有更好的疲劳寿命预测效果。     

加工残余应力对Ti-6Al-4V试样高周疲劳性能的影响

为探究加工残余应力对高周疲劳性能的影响,以Ti-6Al-4V材料为研究对象,测试获得了相同表面粗糙度、不同表面残余应力试样的高周疲劳性能.结果表明,该材料的疲劳试样在加工时会产生较高的残余压应力,不同加工工艺下的试样表面残余应力变化较大;在残余应力-寿命双对数坐标下,试样表面残余压应力和疲劳寿命近似成线性关系.随着应力...