基于短时应力松弛试验的蠕变行为预测方法

分析了现有蠕变加速试验方法,特别是基于超出弹性应变初应变的松弛试验的蠕变设计方法的固有缺陷。进行了高温材料1Cr10NiMoW2VNbN的多组短时应力松弛试验;根据松弛与蠕变的关系,综合利用数值计算方法和图解法获得材料稳态蠕变应变速率,以进行蠕变强度设计,形成一套完整的基于应力松弛的蠕变加速试验方法。结果发现,基于短时松弛试验转换得到的蠕变数据与常规蠕变试验结果吻合较好,表明这一方法可用于高温构件的蠕变行为预测和强度设计。     

锅炉末级过热器管开裂原因分析

采用宏观检查、几何尺寸测量、化学成份分析、拉伸性能试验、金相组织分析、非金属夹杂分析、硬度试验及碳化物成分分析等方法,对某发电厂锅炉末级过热器管开裂原因进行分析,提出了解决办法。试验和分析结果表明：开裂处管内壁有较深的原始裂纹,在炉内高应力的作用下,管子靠外壁处产生了蠕变孔洞及蠕变裂纹,最终导致开裂。     

多轴应力状态下P91钢蠕变寿命损耗的研究

根据单轴及多轴实验数据,运用ANSYS有限元方法,对高温P91钢蠕变进行研究。基于用户可编程特性,将含有损伤-硬化蠕变模型的程序写入ANSYS,该模型对含有第三区蠕变的模拟取得较好的效果。研究了在高温下金属材料多轴蠕变的骨点应力(Skeletal Point Stress)以及断裂时间与单轴蠕变的关系。对高温高压状态下弯头发生蠕变效应进行分析,指出蠕变效应对弯头部位应力变化的影响,通过对骨点应力的分析,得出弯头部件蠕变损耗的变化情况。研究结果为正确预测高温高压弯头部件的剩余寿命提供了理论依据。     

堆石料蠕变特性试验研究

通过三轴蠕变试验,考虑坝体填筑的应力路径,对两河口水电站堆石料蠕变特性进行了探讨,分析了其蠕变机理、蠕变模型及参数确定方法。堆石料的轴向和体积蠕变可采用幂函数ε=a(t/t0)b拟合。a为试样初始蠕变,b表征了试样的蠕变速率,与应力状态有关。堆石料轴向和体积初始蠕变均随主应力差的增大而增大,轴向和体积蠕变指数均随围压增大而减小,体积蠕变指数还随主应力比增大而减小。拟合得到的蠕变模型具有良好的效果。     

先期加载历史对堆石料体积蠕变的影响研究北大核心CSCD

为深入研究堆石料的体积蠕变特性,对风干板岩堆石料开展了一系列不同先期应力速率和前期固结条件的侧限蠕变试验。先期应力速率与后继蠕变初期速率正相关,但先期应力速率高于一定数值后,对后继蠕变初期速率的影响减弱。正常固结状态下,采用较高先期应力速率时,后继蠕变速率发展过程与Singh-Mitchell模型符合较好;当先期应力速率较低时,蠕变初期速率小于较高先期应力速率对应的蠕变初期速率,且减小较慢,直到蠕变持续一定时间后,蠕变速率及其随时间的减小规律开始与较高先期应力速率对应的蠕变速率发展一致,蠕变速率与时间在双对数坐标中恢复为负相关的线性关系。经历先期加载、压密而存在超固结的状态下,后继蠕变初期速率、蠕变量仍与蠕变应力和先期应力速率正相关,但数值远小于正常固结状态相同蠕变应力和相同先期应力速率条件下的相应数值;与正常固结、较低先期应力速率下的情况类似,超固结条件、较高先期应力速率加载后的后继蠕变初期速率下降较为缓慢,直到蠕变发展一定时间后,蠕变速率开始与正常固结、较高先期应力速率条件下的蠕变速率过程一致。当超固结且具有相同前期固结压力时,蠕变应力越大,则蠕变量、后继蠕变速率越高。     

汽轮机阶梯式变厚度轮盘的蠕变应力分析

应用广义函数及蠕变理论,建立了汽轮机阶梯式变厚度轮盘在蠕变状态下的平衡方程、几何方程及本构方程。考虑问题的非线性,采用数值计算法进行求解,并分析了２００ＭＷ;气轮机组中的一个阶梯式旋转轮盘的蠕变应力。     

2Cr11NiMoVNbNB钢蠕变损伤规律的研究

该文对2CrllNiMoVNbNB 钢进行了蠕变实验，试验温度为600℃，采用损伤力学的方法对该材料的蠕变试验数据进行了损伤规律分析研究，同时研究了该材料蠕交断裂时的总应变和应力的关系以及蠕变第二阶段起始时间与应力的关系。结果表明，按照时间分数得到的蠕变损伤和按照蠕变速度得到的蠕变损伤基本一致；在相同的寿命时间分数下，低应力对应的损伤也较大：随着应力的增大，蠕变断裂时的应变也增大，而第一阶段在整个蠕变过程中的比例减小。同时，给出了该材料的Kachanov蠕变损伤公式和Norton蠕变损伤公式的常数。     

材料软化对转子钢蠕变和应力松驰特性的影响

汽轮机转子长期在高温、高压状态下运行,发生了材质软化现象,材质软化影响着材料的蠕变和松驰力学性能。该文对转子材料软化问题进行了研究;建立了硬度与蠕变和应力松驰性能之间的解析关系式。研究结果表明,随着材料的软化,硬度下降,导致蠕变断裂寿命降低,最小蠕变速率增大,应力松驰加重。     

材料软化对转子钢蠕变和应力松弛特性的影响

汽轮机转子长期在高温,高压状态下运行,发生了材质软化现象,材质软化影响着材料的蠕变和松弛力学性能。该文对转子材料软化问题进行了研究,建立了硬度与蠕变和应力松弛性能之间的解析关系式。研究结果表明,随着材料的软化,硬度下降导致蠕变断裂寿命降低,最小蠕变速率增大,应力松弛加重。     

P91钢高温蠕变的数值研究

根据P91钢的单轴及多轴蠕变实验数据,建立了P91钢在高温下的损伤-硬化蠕变数学计算模型,利用该模型实现了P91钢高温蠕变的数值计算。通过分析和研究金属在高温蠕变过程中出现的骨点应力,预测金属高温蠕变损耗情况,这对于评估高温构件的安全性和经济性意义重大。     

导汽管弯头的应力分析及蠕变寿命计算

本文利用有限元法对导汽管弯头进行了详细的应力分析，并据此计算了它的蠕变寿命，提出了几点结论和建议。     

高温主蒸汽管线应力应变的有限元分析及其优化

高温主蒸汽管线在长期的服役过程中,由于外载、热膨胀及蠕变的作用,容易产生大变形,从而导致服役管线的应力状态与设计状态不同。该文采用有限元分析软件 ABAQUS对某电厂高温服役的主蒸汽管线进行了应力应变分析,综合考虑了外载、热膨胀和蠕变对管线变形的影响, 得到管线服役时的应力状态和Y方向的位移分布图,并找出了导致该主蒸汽管线产生较大变形的原因。在此基础上,对该管线进行优化设计计算,计算结果表明优化设计后的管线变形得到较好的改善。     

阀座圆角半径对汽轮机高压阀壳高温蠕变应力的影响

采用有限元计算方法分析了稳态额定负荷工况下汽轮机阀座圆角半径对高压阀壳蠕变应力的影响。计算分析结果表明,在蠕变的初期,阀座圆角半径增大时,阀壳蠕变应力明显减小;进入稳态蠕变期后,蠕变应力趋于一个常数;不同阀座圆角半径情况下,稳态蠕变应力差别并不大;改变阀座圆角半径,其他部位蠕变应力基本保持不变。     

镍基合金C276的高温蠕变性能和行为

材料问题尤其是燃料包壳材料是超临界水堆的两大难题之一。文中以包壳候选材料之一镍基合金C276为研究对象,对其在600~750℃/130~500 MPa条件下进行高温蠕变试验,考察温度和应力对蠕变过程的影响;分析稳态蠕变速率随应力和蠕变断裂时间的变化规律;揭示了蠕变断裂时间与应力间的关系;并比较了分别由Monkman-Grant经验公式和L-M参数法预测各温度的蠕变寿命的可靠性。结果表明:C276具有良好的高温蠕变性能,且600℃低应力水平及650~750℃下的稳态蠕变速率与所施加的应力在双对数坐标系下呈较好的线性关系,但在600℃高应力水平下偏离了这种线性关系。     

600 MW等级机组高中压转子渐进式弯曲故障分析及处理

探讨了导致600 MW等级机组高、中压转子发生渐进式弯曲的机理,提出了当等效应力超过蠕变极限后,残余应力通过蠕变逐渐释放导致转子弯曲的观点.分析了2台机组高中压转子的过临界振动数据及不同位置加配重对弯曲的影响,认为两侧加重、车削归圆和中部加重质量不足均难以阻止渐进式弯曲的进一步发展.对此,提出了在高中压转子中部施加适当的配重,将中部高温区域的等效应力降低至蠕变极限以下,从而抑制或终止转子继续弯曲的阻弯动平衡方法.实践证明,该方法可有效阻止转子渐进式弯曲的发展.     

火力发电厂主蒸汽管道寿命诊断新方法

本文通过蠕变损伤系列试验和总结有关资料文献,研究了铁素体和珠光体热强钢的编变损伤机理,同时分析了高温高压主蒸汽管道的受力状态,定义了蠕变损伤因子,提出了用损伤面积统计法来衡量蠕变损伤程度,并建立起高温蠕变载荷、蠕变时间及蠕变损伤因子之间的函数关系。作者在对高温高压主蒸汽管道蠕变损伤解析和蠕变应力分析的基础上,提出了一种新的寿命诊断方法,以建立起蠕变失效准则。     

九甸峡堆石料蠕变特性试验研究

通过大型三轴蠕变试验,对九甸峡面板堆石坝堆石料进行了研究,对其蠕变机理和模型进行了探讨,并对蠕变模型参数的影响因素和取值范围进行了分析。九甸峡堆石料轴向蠕变在半对数坐标中与时间基本上呈线性关系,而体积蠕变则在双对数坐标中与时间有良好的线性关系。因此,可采用对数函数εa=a＋blgt描述轴向蠕变与时间的关系,采用幂函数εv=αtβ拟合堆石料体积蠕变与时间的关系,模型参数可以通过三轴蠕变试验获得。     

30Cr1Mo1V蠕变损伤的实验研究

在540℃和565℃温度下进行了30CrlMolV的蠕变试验，采用Kachanov蠕变损伤公式、Norton蠕变损伤公式和口函数法对蠕变实验数据进行了计算分析。采用θ函数法求得的最小蠕变速度作为Norton蠕变损伤公式中的第2阶段蠕变速度。分析结果显示，在两种温度下采用kachanov公式计算的损伤是一致的。比较Kachanov蠕变损伤公式和Norton蠕变损伤公式计算的损伤因子，发现存在较大差异。Norton公式计算表明，损伤与应力水平有关系，应力变量和损伤变量相互耦合。Kachanov计算模型只有在蠕变的时间分数小于0．7是安全的。     

慢速加载对两河口堆石料侧限压缩变形的影响

堆石料变形具有时间相关性。本文采用两河口特高砾石土心墙堆石坝的坝壳风干板岩堆石料开展不同应力加载速率下的大型侧限压缩试验,以及侧限压缩后卸载再加载试验、蠕变变形试验。对于侧限压缩试验,中低应力下,应力速率越高、变形增量越大、模量越小;高应力下,应力变形过程受应力速率的影响减小,规律反之,即应力速率越高、变形增量越小、模量越高。对应加载全过程,堆石料变形量总体随应力速率提高而增大。侧限压缩后卸载和再加载过程中形成滞回曲线,每次卸载-再加载中有一定的变形累积,每次变形累积增量随卸载-再加载次数逐渐减小,且各次卸载-再加载过程中的平均回弹/再压缩指数随卸载-再加载次数逐渐减小。一般地,应力速率越高,卸载和再加载变形量均更小。同时,应力速率越高,卸载-再加载循环中的变形累积增量越小、收敛也越快。以一定应力速率加载到特定荷载后的蠕变速率与蠕变时间在双对数坐标中近似为线性关系。初始蠕变速率随应力和应力速率增大而增大,而蠕变速率衰减速度随应力和应力速率增大而减小。     

P91钢蠕变-疲劳交互作用应变特征与寿命预测

对电厂用关键材料P91钢在546℃下进行应力控制的蠕变疲劳交互作用研究,分别对滞回线,全应变范围,平均应变和非弹性应变进行分析和讨论。基于应力控制蠕变-疲劳交互实验特点,考虑了上下保载时间对寿命的影响,采用改进型的频率修正法对P91钢进行寿命预测。研究结果表明:应力控制下的蠕变-疲劳交互作用,使P91钢呈现兼有循环蠕变与静蠕变的失效形式,随着循环数的增加,滞回线向右移动:非弹性应变影响了蠕变-疲劳交互寿命,其增长速率随着材料寿命的减小而增大。寿命预测结果与试验结果吻合较好,95%的数据点落于2倍误差带范围之内。研究结果为P91钢蠕变疲劳寿命预测提供了理论和实验基础。