現(xiàn)役汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)已達(dá)到26.25MPa/600℃,相比亞臨界機(jī)組等運(yùn)行效率都有了極大提高,但同時(shí)高溫、高壓的環(huán)境使材料強(qiáng)度降低、韌性下降。目前在某些現(xiàn)役超超臨界機(jī)組運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)了高壓缸平衡活塞區(qū)域密封結(jié)構(gòu)與缸或轉(zhuǎn)子間徑向碰摩現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了機(jī)組的正常運(yùn)行,因此有必要對(duì)超超臨界機(jī)組高壓缸多結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行分析,對(duì)平衡活塞區(qū)域動(dòng)靜結(jié)構(gòu)間隙進(jìn)行研究,并對(duì)啟停工況下蠕變-疲勞耦合損傷展開研究,同時(shí)考核其使用壽命,保證高壓缸多結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)的安全工作。本文以某超超臨界機(jī)組高壓缸（進(jìn)汽參數(shù)為26.25MPa/600℃）為研究對(duì)象,采用ABAQUS有限元軟件,建立熱力耦合模型,分析穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中高壓缸各部件的蠕變強(qiáng)度及啟動(dòng)、停機(jī)過程利用連續(xù)損傷力學(xué)理論對(duì)蠕變-疲勞耦合作用下的壽命進(jìn)行評(píng)估,并針對(duì)機(jī)組出現(xiàn)的碰摩現(xiàn)象重點(diǎn)分析平衡活塞區(qū)域動(dòng)靜結(jié)構(gòu)之間徑向間隙的趨勢(shì),了解此區(qū)域徑向變形的情況,以此對(duì)服役工況條件進(jìn)行評(píng)估。采用Norton-Bailey蠕變本構(gòu)方程,分析了高壓缸多結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行20萬小時(shí)條件下的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、單軸及多軸蠕變等效應(yīng)變場(chǎng),分析結(jié)果表明:高壓缸結(jié)構(gòu)蠕變過程中應(yīng)力表現(xiàn)出松弛效應(yīng);多軸蠕變... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高壓缸平衡活塞區(qū)域結(jié)構(gòu)

*0M KT T Q DU GT F 0中：M 為熱容量矩陣，K 為導(dǎo)熱矩陣，T 為溫度向量，U 為位移向系數(shù)矩陣， 為時(shí)間，D 為剛度矩陣，G 為熱應(yīng)力矩陣，F(xiàn) 為機(jī)械力變強(qiáng)度理論般條件下，金屬材料在高溫環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生蠕變變形的現(xiàn)象。雖然的蠕變變形程度在不同溫度下有所差異，但是在研究中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)共同特征：蠕變發(fā)生初，材料已經(jīng)產(chǎn)生了應(yīng)變，這個(gè)階段為彈性形瞬態(tài)過程，在外力作用下，此時(shí)發(fā)生瞬時(shí)彈性形變，與溫度無關(guān)，變階段。按照蠕變變形隨時(shí)間的演變規(guī)律可以分為三個(gè)階段[46]：第形開始凸顯，表現(xiàn)為在初始時(shí)刻蠕變變形速率最大，然后開始減小蠕變變形進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，表現(xiàn)為蠕變變形速率基本保持不變；第三形急劇加速，直至構(gòu)件達(dá)到斷裂失效。從蠕變過程可以看出，蠕變形不斷積累的過程，

(a) 高壓缸裝配結(jié)構(gòu) (b)高壓缸網(wǎng)格劃分圖 2- 5 高壓缸裝配結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分Fig.2-5 Assembly and Mesh diagram of HP cylinder有限元模型網(wǎng)格類型主要采用線性四面體熱機(jī)耦合單元，并對(duì)平衡活塞區(qū)域鍵部位進(jìn)行加密。如圖 2-5(b)所示，經(jīng)過網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證，最后確定網(wǎng)格總數(shù) 1,256,356，各部件網(wǎng)格數(shù)量及類型詳見表 2-1。表 2- 1 高壓缸各部件網(wǎng)格數(shù)量及網(wǎng)格類型Table.2-1 Mesh elements amounts and types of HP cyliner parts部件 網(wǎng)格數(shù)目/類型 部件 網(wǎng)格數(shù)目/類型轉(zhuǎn)子 1,245,523/C3D4T 內(nèi)缸 1,165,400/ C3D4T外缸 984,412/ C3D4T I 型密封環(huán) 103,296/ C3D8T平衡活塞密封 392,633/ C3D4T 電機(jī)端密封 53,472/ C3D4T：C3D4T 表示線性四面體熱機(jī)耦合單元，C3D8T 表示線性六面體熱機(jī)耦合單元5.2 材料物性參數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3033979