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。     

叶根尺寸误差对叶片固有频率的影响

采用三维有限元模型,考虑叶片变形的几何非线性和叶根接触非线性,研究常用的枞树型叶根尺寸误差对叶片固有频率的影响。分析结果表明叶根误差发生的位置对叶片弯曲振型的固有频率影响较大,对扭转振型影响较小;误差的大小对叶片的各阶固有频率影响均较小,但对叶根接触状态或者说对叶根应力分布有影响;比较发现,在计算固有频率时,将叶片在叶根处简单地处理成固支位移边界是不合理的。     

强力磨削新工艺通过鉴定

今年十一月十三日“汽轮机圆弧形枞树叶根强力磨削工艺”在无锡通过了部级鉴定。汽轮机叶片的叶根形状非常复杂,加工精度要求很高。我国一直采用铣床加工,而外国先进的工厂都已采用强力磨削的加工方法、三年前机械工业部下达了“汽轮圆弧形枞树叶根     

风力发电机叶根螺栓的疲劳分析

为保证风力发电机螺栓套预埋式叶根连接既不会在最大载荷下发生静强度断裂,也不会在循环载荷下发生疲劳破坏,在设计叶根时,需要进行螺栓疲劳分析。建立叶根螺栓的有限元模型,对叶根螺栓进行疲劳计算,得到叶根螺栓外部载荷与应力之间的关系曲线,进而通过疲劳损伤计算程序得到螺栓的疲劳损伤值,确认不同预紧力对叶根螺栓疲劳损伤的影响。     

数字式位移百分表

我厂枞树型叶根槽铣床是加工125MW和300MW汽轮机叶根槽的关键机床,铣一级叶根槽需调换8把刀具才能加工完,而调换这8把不同长度的铣刀要用8个不同长度的挡块棒与百分表对零后才能开始加工。由于普通百分表表盘小,读数不方便,往往会超过或滞后1μm的误差。同时在加工时,     

起重机箱型梁疲劳裂纹与寿命预估

起重机疲劳裂纹是起重机破坏的主要形式之一,根据断裂力学与损伤力学,给出了单一裂纹的线弹性与弹塑性的应力强度因子和恒幅载荷与无级变幅载荷下的疲劳裂纹扩展公式,推导出了在无级变幅载荷下多裂纹的应力强度因子公式.运用起重机数据记录仪测得的数据,结合峰值计数法,得出起重机箱形梁的应力谱.结合实例对1台在役起重机箱型梁疲劳裂纹进行分析,实例表明,推导出的疲劳裂纹公式能够正确快捷地求出箱型梁的疲劳寿命;对特种设备检验以及减少起重机疲劳事故的发生具有重要的工程价值.     

基于全聚焦相控阵超声的叶根槽裂纹检测

汽轮机转子受复杂应力和高温的多重作用，常在反T型叶根槽部位产生疲劳裂纹，导致断裂事故。针对此问题，提出全聚焦相控阵超声的检测方法。推导了全聚焦相控阵超声的采集及成像公式，制备了专用试件，在端壁上倒圆（F1）采用线切割方法预制人工缺陷，采用全聚焦相控阵超声检测，并与常规超声进行了对比。结果表明，全聚焦相控阵超声检测精度高，适应性强，具有较好的工程应用价值。     

大型枞树型叶根叶片加工工艺的开发

详细介绍了大型能量回收透平发电装置（简称TRT）的关键零件——大型枞树型叶根叶片的加工工艺开发过程。根据加工批量、现有设备以及叶片结构,采用了五轴数控＋高速铣削的方法,以铣代磨,首次实现了大型枞树型叶根以及叶顶剃灰槽的加工。     

用常规旋转疲劳试验方法求30Cr2MoV的界限应力强度因子幅度△Kth

一、前言界限应力强度因子幅度△K_(th)是材料疲劳裂纹扩张特性的一个重要参数。当外加应力强度幅度△K小于△K_(th)时裂纹不再发生扩张,并处于一稳定状态。因此如果将受有高周疲劳的结构设计成在裂纹尖端处的△K<△_(th),则带缺陷的结构就不会因受交变载荷发生疲劳裂纹扩展了。电站汽轮机转子每分钟旋转3000次,每年旋转1.5×10~9次,因此必须保证汽轮机转子在高速度旋转时在自重引起的交变载荷下,缺陷处的△K小于△K_(th)。为此必须准确     

高炉煤气能量回收透平叶片失效的原因

某湿式高炉煤气能量回收透平(TRT)机组运行3a后,发现其一级和二级动叶片叶根出现裂纹,通过宏观形貌观察、化学成分分析、拉伸性能测试、微观形貌观察等对叶片进行了失效分析,探讨了裂纹产生的原因。结果表明:叶片上的裂纹属于典型的腐蚀疲劳开裂,裂纹位于叶根第一榫齿中间部位;裂纹在叶根与主轴榫槽的接触面所产生的腐蚀坑处萌生,在复杂交变应力的作用下,裂纹进一步扩展,最终导致机组的异常振动和停机。     

轻型商用车少片钢板弹簧疲劳裂纹扩展研究

通过商用车实车道路试验,对少片钢板弹簧型疲劳裂纹扩展进行研究.经减速带冲击工况试验得到板簧应力和疲劳裂纹扩展速率最大处,用此位置和距中心螺栓孔16mm处粘贴的应变片实时采集板簧应力,同时使用位移传感器实时采集中心螺栓孔相对车架位移.基于裂纹尖端附近应力场及应力强度因子的方法对数据进行分析,最终完成7种工况的实车道路试验.结果表明:距中心螺栓孔116mm处的疲劳裂纹扩展速率较大,与此类钢板弹簧容易发生疲劳故障的位置吻合.通过理论分析与试验验证此方法可以应用于板簧裂纹扩展速率预测.     

轴流叶片单边贯穿型裂纹应力强度因子的计算方法

叶片是轴流式压缩机等透平机械的主要转动部件,在交变荷载作用下易发生疲劳断裂破坏.合理分析叶片裂纹的应力强度因子,对评估其断裂力学特性具有实际意义和应用价值.本文基于平板应力强度因子理论解,采用扩展有限元法计算含单边贯穿型裂纹的轴流叶片的I型应力强度因子,对轴流叶片的裂纹形状因子进行了修正.考虑了裂纹位置和板厚对轴流叶片...     

CIVA仿真在核电厂汽轮机相控阵超声检测中的应用

随着监管部门对核电厂安全运行的监督日趋严格,对核电厂汽轮机转子焊接接头、叶根等关键敏感设备及复杂结构件的在役检查提出更高要求。由于厚度大、结构复杂等因素的影响,制定此类部件的无损检测工艺较为困难。本文借助CIVA仿真软件,针对结构较复杂的枞树型叶根、大厚度转子对接焊缝的部分检测工艺进行模拟仿真,并根据仿真获得的技术参数进行实际验证。试验结果表明,CIVA仿真能够有效提高超声检测工艺的准确性及制定效率。     

汽轮机转子枞树型轮槽的一种修复方法

介绍了采用转子叶片装配常用的枞树型叶根结构的修复方法,首先将转子叶轮轮槽加工错误部分去掉,然后在叶轮去除部分底部的主轴上加工枞树型轮槽。根据去除部分结构尺寸设计专用镶块,镶块底部采用叶片的枞树型叶根结构,然后利用枞树型轮槽将镶块安装到转子上。修复方法简单易于操作,经实践证明轮槽修复后转子可以重新使用。     

515毫米汽轮机动叶片

本产品是装于国产化300Mw汽轮机低压缸次末级叶轮上的动叶片,由哈尔滨汽轮机厂与美国西屋公司联合优化设计而成,具有国际先进水平。 本产品属侧装式变截面扭曲动叶片。叶片全长590.23毫米,圆弧枞树形叶根,宽度为     

新型铣刀在枞树型叶根加工中的应用

针对枞树型叶根加工中采用无刃倾角的高速钢叶根铣刀存在的问题,设计了一种新型叶根铣刀,介绍了该新型叶根铣刀的设计方案。通过实际加工试验对比,验证了该新型叶根铣刀在加工效率、产品质量、使用寿命、综合成本方面的优势,并已在实践当中推广应用。     

2.25CrMoV钢于夹杂物和晶界处开裂低周疲劳裂纹扩展的原位观测

对汽轮机转子用2.25CrMoV钢在真空常温条件下进行高应力低周疲劳试验,对试样中起源于夹杂物和晶界等典型缺陷处的裂纹扩展进行了原位连续观测,研究了典型缺陷对疲劳裂纹萌生和初期扩展的影响。结果表明:在高应力循环载荷作用下,夹杂物的形状和尺寸对疲劳裂纹的扩展无明显影响,夹杂物处萌生裂纹的扩展速率小于晶界处萌生裂纹的扩展速率;短裂纹群体效应和滑移线快速增殖的共同作用是导致试样疲劳破坏的主要原因。     

叶根前缘倒角对低压涡轮转子叶片强度的影响

针对某型航空发动机低压涡轮转子叶片在叶根前缘倒角处发生应力集中的问题,研究了叶根前缘倒角半径对低压涡轮转子叶片强度的影响。研究结果表明,随着叶根前缘倒角半径的增加,低压涡轮转子叶片根部前缘倒角处应力集中效应降低,可作为减少低压涡轮转子叶片疲劳破坏和断裂失效的措施。叶片表面气动力载荷、离心力载荷是导致低压涡轮转子叶片根部前缘倒角处应力集中的主要原因。其中,气动力载荷引起的应力占总等效应力的78%,离心力载荷引起的应力占总等效应力的22%,温度场载荷引起的应力可忽略。     

汽轮机低压转子末级叶轮的齿型叶根槽加工及测量方法

介绍了某重点项目汽轮机低压转子末级叶轮的叶根槽型线(现称之为齿型叶根槽)的加工和测量方法,保证了转子齿型叶根槽型线的对称性和准确性,为同行业转子齿型叶根槽加工提供了经验。     

17-4PH汽轮机叶片叶根磨削及铣削表面质量对比

针对磨削和铣削生产的汽轮机叶片叶根,采用体式显微镜、金相显微镜、电子扫描显微镜和X射线应力仪等设备对比分析了加工叶根表面形貌、微观组织、残余应力等表面质量的差异。分析结果表明:宏观上磨削、铣削加工叶根表面都很平滑,微观下磨削加工叶根表面完整性较差,存在一定的毛刺、凹坑等现象;磨削加工叶根表面微观组织中影响层及剧烈塑性变形层深度比铣削小;磨削、铣削加工叶根表面残余应力均为压应力,铣削加工叶根表面残余应力数值及深度都大于磨削加工。