弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究

目的 通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律.方法 采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理.结果 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa.半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86.随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变.此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa.但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa.结论 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高.此外,随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑形状在应力集中的影响下逐渐从圆孔形状转变为长条形状.在不同的弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道模型上圆锥体点蚀均比半球体点蚀的应力集中程度更大并且最大等效应力更高.但是,随着圆锥体点蚀坑尺寸的增加,点蚀坑内的最大等效应力逐渐减小.     

预防钢球磨煤机烧瓦的经验介绍

近几年来,国产大型锅炉配装的钢球磨煤机,以国产老系列中的380/550、380/650型和新系列中的320/580、350/600型等规格较多。从已投产的工程看,有些钢球磨煤机在安装后的试运过程中,曾屡次发生主轴承烧瓦事故,严重影响了机组的整体试运行。通过几年来的实践并在设计、制造、安装和运行各个方面采取一些改进措施,对子防烧瓦事故已收到了一定效果。下面着重介绍某些施工单位在安装磨煤机过程中所采取的一些措施和应注意的问题。     

喷水式柱塞灰浆泵研制成功

今年2月底,水利电力部科技司、基建司、生产司和机械委通用局在山东省济南市联合召开了“喷水式柱塞灰浆泵技术鉴定会”,肯定了这项科研成果的优越性。这台 PENB-100/4型喷水式柱塞灰浆泵由水电部电力建设研究所研究设计、宝鸡水泵厂制造,适用于高浓度远距离水力输灰,同时也可用于输送磨蚀     

航空发动机风扇单元体高效孔加工技术

论述了涡扇发动机风扇单元体孔的特征、加工难点和加工刀具的设计思路。针对特征孔加工周期长、质量差的问题,设计了新型加工刀具及改进加工工艺路线,提高了加工效率和零件质量,形成一套高效的孔加工方案,有利于提升航空发动机整体制造水平。     

强脉冲离子束辐照GH202镍基高温合金表面改性

为改善GH202镍基高温合金的表面性能,使用成分为C~(n+)和H~+、加速电压为250kV的强脉冲离子束(IPIBs)对其进行表面辐照处理。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计等分别对不同参数辐照后的试样的表面形貌及性能进行测试。结果表明:辐照后GH202合金表面产生了熔坑,熔坑的尺寸随能量密度的增加而增加,最大可至70μm。熔坑的产生源于表层低熔点组分的喷发。表层的γ'相消失,辐照之后的试样表层产生了M_(23)C_6结构的碳化物并在辐照过程中受到压应力作用。辐照后试样表层近百微米深度内显微硬度均获得不同程度的提高。在高温氧化时,辐照后的样品表面更易于形成Cr_2O_3和Al_2O_3连续膜层氧化物,阻碍O元素向基体扩散,使得抗高温氧化性能得到改善。     

航空发动机机匣缩比件双电子束焊温度场及变形研究

中介机匣在焊接过程中极易发生变形,从而影响零件质量及装配过程.为减少焊接变形,通常采用电子束焊进行连接,但常规的单电子束焊依然无法解决变形量大的问题.基于SYSWELD软件,采用单电子束相隔180°焊接、双电子束相隔180°焊接、双电子束相隔90°焊接三种焊接顺序,并进行相应的温度场、应力场和焊接变形的模拟分析,分析三...     

不同应力条件下不锈钢局部腐蚀行为的研究进展

不锈钢因具有良好的耐腐蚀性能而倍受重视,在众多工业领域内被广泛使用,但在实际应用中,由于受到腐蚀环境和应力的共同作用,不可避免地会产生点蚀或裂纹,导致服役性能下降,甚至引发各类安全事故.所以,应力条件下不锈钢的腐蚀行为一直是不锈钢材料腐蚀领域的重要研究课题.总结了部分代表性的不锈钢材料在应力作用下局部腐蚀行为的研究进展,主要总结与讨论了弹性应力、塑性应力以及残余应力对不锈钢点蚀及腐蚀开裂行为的影响规律.弹性应力如何影响不锈钢点蚀与腐蚀开裂还不是特别清楚,一般认为弹性拉应力会促进点蚀的萌生,使点蚀坑内产生应力集中,促进腐蚀扩展,但也发现了较小弹性拉应力会抑制点蚀的情况,而且机理也尚不明确,并且弹性压应力到底是促进还是抑制点蚀萌生也尚未达成一致.塑性应力对不锈钢局部腐蚀的影响机理已经比较明确,塑性应力会导致位错的产生,从而促进点蚀和裂纹的生长.残余拉应力会促进不锈钢点蚀和裂纹的生长,但残余压应力却能够有效抑制不锈钢点蚀和裂纹的生长.因此,在较低至中等弹性应力下的不锈钢局部腐蚀行为及其影响机理应该加强研究,而对于塑性应力与残余应力,则应该进一步深入探讨其作用下不锈钢局部腐蚀行为的各阶段特征和断裂临期特征,以期精确进行腐蚀断裂风险的评估和解决寿命评估的难题.