發(fā)布時間：2021-06-06 00:25

　　汽輪機轉子等高溫零部件在工作環(huán)境下經常受到高低周復合疲勞載荷,高低周疲勞交互作用時,機組壽命會大幅下降。為評價高溫復雜疲勞工況下轉子鋼的壽命特性,分別進行了低周疲勞實驗、高周疲勞實驗及高低周復合疲勞實驗,并分析了各實驗工況下的壽命特性。通過對應變與壽命的關系進行分析,發(fā)現(xiàn)高低周復合疲勞應變幅比與壽命比在雙對數(shù)坐標下呈冪函數(shù)關系,并以此提出一種研究高低周復合疲勞壽命的新方法。 

【文章來源】：科學技術與工程. 2020,20(20)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同溫度下的低周疲勞壽命曲線

高周疲勞實驗分別在300 ℃和600 ℃下進行,該溫度是先進汽輪機組的冷啟動溫度和穩(wěn)定運行溫度。實驗結果如圖2所示,高周疲勞循環(huán)數(shù)隨載荷應力幅的增大而減小,隨溫度的增高而降低。圖2中箭頭表示實驗正在進行中,帶有臺階型箭頭表示實驗進行到一定循環(huán)后還未出現(xiàn)裂紋,載荷提升10%后繼續(xù)進行。另外,開展高溫高頻疲勞實驗,除了可以表征熱力設備材料的高周疲勞特性,還可以用于圖1中所示的輔助低周疲勞特性曲線向低載荷區(qū)域外推研究[24]。圖3 高低周復合疲勞與高周、低周疲勞對比

圖2 不同溫度下的高周疲勞壽命曲線圖3所示為疊加50 Hz頻率高頻振動載荷的高低周復合疲勞壽命特征曲線[2],其中縱坐標表示的為載荷譜中低周應變幅。在完全相同的高低周復合載荷譜下,疲勞壽命隨溫度的升高而降低。如果所疊加的高頻振幅的載荷相同,疲勞壽命隨著低周振幅的升高而增大[圖3(a)]。相對于純低周疲勞,即使所疊加的高頻振動振幅很小,疲勞壽命也會大幅縮短,且壽命縮短可高達100倍[圖3(b)]。兩種情況下的復合疲勞壽命都小于相應的純高周、純低周疲勞振幅時的低周疲勞壽命。與此同時,如果在相同的低周振幅下,疲勞壽命隨所疊加的高頻振幅的增大而縮短。由此可見,在低周載荷上所疊加的高頻振幅與低周應變幅之比,即相對應變幅ΔεHCF/ΔεLCF,與相應低周疲勞壽命的縮短量成反比關系。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]復雜蠕變疲勞載荷對超超臨界汽輪機轉子鋼壽命的影響[D]. 石紅梅.西安石油大學 2017



本文編號：3213207