机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2010年
12期
70-75
,共6页
中间罐罐盖%瞬态温度场%瞬态应力场%有限元模拟%热疲劳失效
中間罐罐蓋%瞬態溫度場%瞬態應力場%有限元模擬%熱疲勞失效
중간관관개%순태온도장%순태응력장%유한원모의%열피로실효
热效应引起的高温表面断裂是一个重要工程问题.由于热循环造成的热龟裂、表层剥落及热脆断是高温钢液存储罐盖、热轧辊、压铸模等工件的主要失效形式,热疲劳损伤裂纹主要足热应力与冲击热应力共同作用的结果.根据有限元技术和传热学理论,以高温钢液中间存储罐在热疲劳条件下其罐盖失效的物理解剖描述为基础,对实际罐盖的温度场、应力场进行ANSYS有限元计算,进而得出罐盖的瞬态温度场和热应力场的计算结果,并确定罐盖危险点.同时对罐盖热疲劳损伤及断裂产生的原因进行进一步的分析.分析结果再现罐盖部件所受的温度、应力、应变及失效的全过程,证明有限元分析模型和求解条件的正确性,从而提出一种实际部件热疲劳失效的有限元法,认为罐盖热疲劳抗力的改善主要取决于罐盖结构与使用的材料.该问题的深入研究,为后续罐盖材料与结构优化提供理论基础,对在高温和热冲击条件下工作设备热疲劳损伤问题、寿命预测及其控制具有重要参考价值.
熱效應引起的高溫錶麵斷裂是一箇重要工程問題.由于熱循環造成的熱龜裂、錶層剝落及熱脆斷是高溫鋼液存儲罐蓋、熱軋輥、壓鑄模等工件的主要失效形式,熱疲勞損傷裂紋主要足熱應力與遲擊熱應力共同作用的結果.根據有限元技術和傳熱學理論,以高溫鋼液中間存儲罐在熱疲勞條件下其罐蓋失效的物理解剖描述為基礎,對實際罐蓋的溫度場、應力場進行ANSYS有限元計算,進而得齣罐蓋的瞬態溫度場和熱應力場的計算結果,併確定罐蓋危險點.同時對罐蓋熱疲勞損傷及斷裂產生的原因進行進一步的分析.分析結果再現罐蓋部件所受的溫度、應力、應變及失效的全過程,證明有限元分析模型和求解條件的正確性,從而提齣一種實際部件熱疲勞失效的有限元法,認為罐蓋熱疲勞抗力的改善主要取決于罐蓋結構與使用的材料.該問題的深入研究,為後續罐蓋材料與結構優化提供理論基礎,對在高溫和熱遲擊條件下工作設備熱疲勞損傷問題、壽命預測及其控製具有重要參攷價值.
열효응인기적고온표면단렬시일개중요공정문제.유우열순배조성적열구렬、표층박락급열취단시고온강액존저관개、열알곤、압주모등공건적주요실효형식,열피로손상렬문주요족열응력여충격열응력공동작용적결과.근거유한원기술화전열학이론,이고온강액중간존저관재열피로조건하기관개실효적물리해부묘술위기출,대실제관개적온도장、응력장진행ANSYS유한원계산,진이득출관개적순태온도장화열응력장적계산결과,병학정관개위험점.동시대관개열피로손상급단렬산생적원인진행진일보적분석.분석결과재현관개부건소수적온도、응력、응변급실효적전과정,증명유한원분석모형화구해조건적정학성,종이제출일충실제부건열피로실효적유한원법,인위관개열피로항력적개선주요취결우관개결구여사용적재료.해문제적심입연구,위후속관개재료여결구우화제공이론기출,대재고온화열충격조건하공작설비열피로손상문제、수명예측급기공제구유중요삼고개치.