本文關(guān)鍵詞：15CrMoR鋼焦炭塔疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展的預(yù)測(cè)分析

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【摘要】：焦炭塔是煉油工業(yè)中延遲焦化的關(guān)鍵設(shè)備。由于工況惡劣,焦炭塔服役一定年限后容易出現(xiàn)疲勞裂紋萌生,任由裂紋擴(kuò)展將導(dǎo)致停產(chǎn),甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此,對(duì)焦炭塔疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,有其實(shí)際的工程意義。以廣石化焦化二塔為研究對(duì)象,利用ANSYS有限元軟件對(duì)其循環(huán)過(guò)程中的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)應(yīng)力較大值出現(xiàn)在裙座與筒體連接處或焊縫處。由于疲勞裂紋通常萌生于高應(yīng)力處,因此將裙座與筒體連接處以及焊縫處作為焦炭塔裂紋萌生與擴(kuò)展的監(jiān)測(cè)部位。對(duì)于焦炭塔疲勞裂紋萌生的預(yù)測(cè),首先根據(jù)Manson-Coffin方程,通過(guò)低周疲勞試驗(yàn)獲得材料的疲勞性能參數(shù):疲勞強(qiáng)度系數(shù)f??、疲勞強(qiáng)度指數(shù)b、疲勞延性系數(shù)f??及疲勞延性指數(shù)c。接著采用最大、最小及平均循環(huán)應(yīng)變幅進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于焦炭塔各個(gè)循環(huán)應(yīng)力不盡相同,預(yù)測(cè)結(jié)果不能反映焦炭塔的真實(shí)情況。最后,基于Miner累積損傷理論,采用多個(gè)循環(huán)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)疲勞裂紋萌生進(jìn)行預(yù)測(cè),獲得較理想的結(jié)果。對(duì)于焦炭塔疲勞裂紋擴(kuò)展的預(yù)測(cè),以Paris公式為基礎(chǔ),通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得裂紋擴(kuò)展參數(shù)C、m。接著基于Miner累積損傷理論,采用了實(shí)測(cè)的多個(gè)循環(huán)的應(yīng)變數(shù)據(jù),對(duì)一定尺寸的初始裂紋進(jìn)行擴(kuò)展預(yù)測(cè)。然后,采用蒙特卡羅方法對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展進(jìn)行概率意義下的預(yù)測(cè),并將兩者結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
【關(guān)鍵詞】：焦炭塔 裂紋萌生 裂紋擴(kuò)展 Miner累積損傷理論
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE962
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 焦炭塔的概述7-8
• 1.2 疲勞裂紋8-10
• 1.2.1 疲勞的定義8-9
• 1.2.2 疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展的機(jī)理9-10
• 1.2.3 疲勞壽命10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 研究的背景和意義12-13
• 1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 焦炭塔運(yùn)行過(guò)程中溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 焦炭塔的操作流程15-17
• 2.3 溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬分析17-28
• 2.3.1 耦合場(chǎng)分析概述17
• 2.3.2 模型的建立17-21
• 2.3.3 加載求解溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)21-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 焦炭塔疲勞裂紋萌生的預(yù)測(cè)分析29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 應(yīng)變-壽命法29-32
• 3.3 疲勞性能參數(shù)的測(cè)試32-36
• 3.3.1 試樣制備與試驗(yàn)方法32-33
• 3.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理33-36
• 3.4 裂紋萌生預(yù)測(cè)36-41
• 3.4.1 單個(gè)循環(huán)載荷下裂紋萌生的預(yù)測(cè)36-38
• 3.4.2 Miner線性累積損傷理論38-39
• 3.4.3 相對(duì)Miner理論39
• 3.4.4 多個(gè)循環(huán)載荷下裂紋萌生的預(yù)測(cè)39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 焦炭塔疲勞裂紋擴(kuò)展的預(yù)測(cè)分析42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 Paris公式42-45
• 4.3 裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)45-50
• 4.3.1 試樣制備和試驗(yàn)方法45-47
• 4.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理47-49
• 4.3.3 蒙特卡羅方法修正疲勞裂紋擴(kuò)展參數(shù)49-50
• 4.4 裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)分析50-55
• 4.4.1 單個(gè)循環(huán)載荷下裂紋擴(kuò)展的預(yù)測(cè)51-52
• 4.4.2 多個(gè)循環(huán)載荷下裂紋擴(kuò)展的預(yù)測(cè)52-53
• 4.4.3 概率意義下的裂紋擴(kuò)展的預(yù)測(cè)53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62

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2 張述旺,葛小平,初宜軍;焦炭塔上部殼體修復(fù)[J];石油化工設(shè)備技術(shù);2003年03期

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9 江學(xué)俊;;大型焦炭塔的設(shè)計(jì)[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2010年07期

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2 陳孫藝;;焦炭塔塔壁二維瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元計(jì)算分析[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊(cè)）[C];2001年

3 王t，

本文編號(hào)：1012839