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特种压力容器用钢2.25Cr1Mo的中温低周疲劳行为及寿命评估技术的研究

炼油、石油化工工业中,加氢装置的关键设备——加氢反应器操作条件苛刻,处在中温、高压临氢环境。操作过程中的温度和压力波动,以及丌停工过程中压力和温度的变化会引起应力循环疲劳,引起裂纹萌生和已存在缺陷的疲劳扩展。本文以加氢反应器应用最广泛的2.25CrlMo钢为研究对象,对其进行了常温、中温下的低周疲劳试验和疲劳裂纹扩展试验,对其低周疲劳行为和裂纹扩展规律有了较为全面的认识,建立了中温环境低周疲劳设计曲线,得到了疲劳裂纹扩展规律,并建立了寿命预测的损伤力学模型。主要研究内容如下:在2.25CrlMo钢室温总应变控制低周疲劳试验的基础上,得到了2.25CrlMo钢循环应力应变关系和应变幅—寿命关系,以及材料的虚拟应力幅与寿命之间的关系曲线。按Peterson公式进行平均应力修正后,按ASME规范的方法对应力和寿命分别取安全系数,得到了2.25CrlMo钢的低周疲劳设计曲线,并与ASME和BS5500规范曲线进行了比较,为加氢反应器的抗  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

复杂应力状态镍基单晶高温合金低周疲劳损伤研究

镍基单晶高温合金因其优越的高温抗疲劳、抗蠕变性能,已成为制造航空涡轮发动机热端部件的重要材料。镍基单晶合金的低周疲劳损伤是影响镍基单晶合金涡轮叶片寿命的重要方面,但迄今为止国内外对这方面的许多问题还缺乏深入的研究。本文以镍基单晶合金涡轮叶片的寿命分析为工程背景,采用理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方法,对镍基单晶合金的热弹塑性行为和高温低周疲劳性能进行了深入的研究,建立了相应的本构关系和寿命预测模型。最后利用ANSYS有限元结构分析软件对某发动机涡轮盘-片系统进行三维非线性循环应力-应变分析,并对镍基单晶合金涡轮叶片的低周疲劳寿命进行了预测。全文分为两部分:第一部分研究镍基单晶合金的屈服行为和弹塑性本构关系,并进行有限元验证和数值模拟;第二部分进行镍基单晶合金低周疲劳试验研究和寿命预测模型研究,探索疲劳寿命与不同状态参量之间的关系,分别从能量耗散原理和不可逆热力学理论出发,建立两种低周疲劳寿命预测模型,并利用试验数据对模型进...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

典型压力容器用钢中高温环境低周疲劳和疲劳—蠕变交互作用的行为及寿命评估技术研究

在石油化工、动力、航空航天等部门中,大量压力容器与各类承压设备长期处于高温条件下工作。随着我国工业技术的迅速发展,这些设备承受越来越高的温度和越来越复杂的载荷作用,要求这些设备具有一定的可靠寿命期已成为一个十分突出的问题。在高温和循环载荷下,压力容器和承压设备的典型失效模式主要为疲劳、蠕变及其交互作用。本文以压力容器典型用钢316L和1.25Cr0.5Mo为研究对象,对压力容器用钢中高温环境下的低周疲劳以及疲劳-蠕变交互作用进行了研究,分析了材料在中高温环境下的疲劳、疲劳-蠕变交互作用行为,提出了疲劳以及疲劳-蠕变交互作用的寿命预测方法,并从损伤力学的角度出发,研究了材料疲劳及疲劳-蠕变交互作用的损伤进程,提出了相应的损伤评估方法。主要的研究内容如下:(1)研究了压力容器典型用钢316L在中温环境应力控制下的低周疲劳行为,包括循环硬化软化规律、应力控制下的棘轮行为及其影响因素、塑性应变范围的变化规律、Masing特性、塑性应变能...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

《钢铁研究学报》2016年12期
钢铁研究学报

Q235钢结构材料的超低周疲劳性能

对钢结构材料Q235钢的超低周疲劳性能进行了研究。采用横向应变控制方法,保持频率1Hz恒定,在岛津电液伺服疲劳试验机上开展了试验钢的超低周疲劳试验。获得了循环应力响应特征曲线等实验数据,并在此基础...  (本文共5页) 阅读全文>>

《理化检验.物理分册》1988年03期
理化检验.物理分册

疲劳裂纹扩展速率和低周疲劳性能之间的关系

本文基于对疲劳裂纹尖端应力、应变分析,推导出一个估算疲劳裂纹扩展速率的公式 da/dN=A(△K~-K...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国电机工程学报》2011年02期
中国电机工程学报

加载速率对汽轮机转子钢低周疲劳损伤的影响

加载速率反映了汽轮机转子启停及运行时温度变化速度与负荷变化速率。对火电厂汽轮机转子30Cr1Mo1V钢在538℃温度下的低周疲劳损伤进行试验研究,研究加载速率对实际低周疲劳损伤和预测低周疲劳损伤的影响。结...  (本文共5页) 阅读全文>>