简介:摘要:本文旨在分析压力容器的疲劳寿命和裂纹扩展规律,以提高压力容器的设计和运行安全性。通过对不同材料、厚度和工作条件下的压力容器进行实验和数值模拟,我们深入研究了裂纹的产生、扩展和最终破坏过程。通过建立裂纹扩展速率模型,我们探讨了影响疲劳寿命的关键因素,并提出了一些改进设计和监测策略的建议。研究结果为压力容器的安全运行提供了理论支持和实用指导。
简介:摘要:现绝大多数构件都属于焊接结构,而长输压力管道便是一种典型。在压力管道运行过程中,管体母材部分或焊缝周围会不可避免地产生裂纹缺陷。而在内部运行压力的作用下,这些裂纹可能高速扩展进入管体,且焊接残余应力的存在对裂纹扩展有很大影响。压力管道裂纹扩展有一个由慢至快的过程,当外载荷达到裂纹起裂条件后,裂纹开始缓慢扩展,当裂纹扩展至一定长度后就会演变成失稳扩展,这时扩展的速度非常快,破坏性大,可能引起泄漏、起火、爆炸等重大事故,酿成巨大的经济损失和人员伤亡,以及不良的社会影响。因此,开展压力管道焊接热影响区裂纹扩展研宄,可为含裂纹压力管道的安全评估和止裂设计提供理论依据和参考。
简介:摘要:金属增材制造作为一种新兴的智能加工技术,具有材料利用率高、加工周期短、成本低等显著优势。如今已广泛应用于航空航天、核电和石油化工等领域。疲劳断裂是许多承力结构的主要失效形式之一。如航空发动机涡轮叶片,在频繁起停的服役工况中,容易引起疲劳失效,需要对疲劳裂纹的扩展行为进行研究,包括裂纹扩展机理及扩展速率模型方面的研究,使用修正后的扩展模型对疲劳寿命进行评估和预测更为合适。
简介:基于有限元软件ABAQUS和三维裂纹扩展分析软件Franc3D,对涡轮盘中心孔三维疲劳裂纹扩展进行研究分析。首先,对平板试样表面裂纹进行裂纹扩展模拟计算研究,对比手册中Gross/Brown理论模型验证裂纹扩展应力强度因子数值模拟的准确性;其次,针对涡扇发动机涡轮盘结构,对轮盘不同外缘等效应力、转速情况的应力强度因子以及考虑初始缺陷的三维疲劳裂纹扩展寿命进行计算;最后,讨论发动机载荷差异对应力强度因子和裂纹扩展寿命影响规律。结果表明:在相同裂纹长度时,应力强度因子随着轮盘外缘等效应力和转速增加而增大,载荷越大疲劳寿命则越短,且裂纹越长,影响越大。为工程上三维裂纹扩展计算以及寿命评估提供参考。
简介:摘要:科技的进步,促进工程建设事业得到快速发展。工程陶瓷具有硬度高、强度高、耐磨损、热膨胀系数低以及绝缘等优良性能,被广泛应用于机械和航空等领域。由于陶瓷材料具有硬脆特性,磨削加工是其主要的加工方式。在陶瓷磨削加工过程中,涉及到力学、热学、材料学以及化学等多学科问题,在多场强作用下的磨削机理有待进一步揭示。与其他加工方式不同的是,在磨削过程中去除单位体积材料需要大量的能量,这些能量最终都以热的形式进行转化,只有一小部分用于形成新的表面,这会导致磨削区产生较高的磨削温度,而表面温度过高又会对陶瓷表面质量、加工精度、加工效率以及砂轮磨损产生很大影响。此外,陶瓷材料的抗热冲击性能差,高温时会在磨削表面形成烧伤与热裂纹,极大影响其使用寿命。本文就氮化硅陶瓷磨削温度与表面裂纹扩展展开探讨。