汽轮机焊接转子残余应力模拟及其对疲劳寿命的影响

被引：14

作者：

冯磊 ^{[1
]}

刘霞 ^{[2
]}

轩福贞 ^{[1
]}

机构：

[1] 华东理工大学机械与动力工程学院

[2] 上海汽轮机厂

来源：

中国电机工程学报 | 2014年 / 34卷 / 17期

关键词：

汽轮机; 焊接残余应力; 疲劳寿命; 焊接转子; 临界裂纹尺寸; 有限元方法;

D O I：

10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.17.014

中图分类号：

TK263.61 [];

学科分类号：

080704 ;

摘要：

焊接转子是核电汽轮机低压转子的必然选择,而焊接导致的残余应力可能影响转子的疲劳寿命。文中考虑焊接过程的马氏体相变,采用有限元方法,分析了汽轮机焊接转子窄间隙埋弧焊接头的残余应力分布及其对局部疲劳寿命的影响,得到了与实测残余应力相吻合的结果。研究发现:焊缝部位内、外表面的轴向残余应力均为压应力,且环向残余应力高于轴向应力。与无残余应力情况相比,焊接接头热影响区内外表面的高周、低周疲劳寿命都有不同程度的降低。且在此区域内,焊接残余应力增大疲劳裂纹扩展驱动力。

引用

页码：2851 / 2860

页数：10

共 15 条

[1] T91/12Cr1MoV异质接头焊接残余应力模拟与分析 [J].

高巍 ;

姜勇 ;

巩建鸣 ;

陈虎 ;

竺国荣 ;

沈利民 .

中国电机工程学报, 2012, 32 (26) :126-131+157

[2] 汽轮机焊接转子接头残余应力研究一:25Cr2Ni2MoV钢核电转子模拟件热处理前后残余应力的对比 [J].

蔡志鹏 ;

黄欣泉 ;

潘际銮 ;

刘霞 ;

乔尚飞 ;

沈红卫 .

热力透平, 2011, 40 (03) :159-164

[3] 汽轮机转子焊接的三维有限元数值模型研究 [J].

谢永慧 ;

邓实 ;

张荻 ;

丰镇平 .

热力透平, 2010, 39 (01) :12-18+30

[4] 大型核电汽轮机焊接转子残余应力数值模型研究 [J].

邓实 ;

谢永慧 .

汽轮机技术, 2009, 51 (05) :321-325

[5] 窄间隙焊接技术在600MW汽轮机低压转子上的应用 [J].

乔尚飞 ;

沈红卫 ;

刘霞 ;

杨仁杰 .

热力透平, 2008, 37 (04) :249-251+258

[6] 非线性连续损伤模型在汽轮机转子低周疲劳分析中的应用 [J].

荆建平 ;

孙毅 ;

夏松波 ;

冯国泰 .

中国电机工程学报, 2001, (10) :29-33

[7]

The Residual Stress Relaxation Behavior of Weldments During Cyclic Loading[J] . Zhongyuan Qian,Scott Chumbley,Tugce Karakulak,Eric Johnson.Metallurgical and Materials Transactions A . 2013 (7)

[8] Effect of the weld groove shape and pass number on residual stresses in butt-welded pipes [J].

Sattari-Far, I. ;

Farahani, M. R. .

INTERNATIONAL JOURNAL OF PRESSURE VESSELS AND PIPING, 2009, 86 (11) :723-731

[9]

Thermo-mechanical modelling of a single-bead-on-plate weld using the finite element method[J] . X. Shan,C.M. Davies,T. Wangsdan,N.P. O’Dowd,K.M. Nikbin.International Journal of Pressure Vessels and Piping . 2008 (1)

[10]

Numerical and experimental investigations on welding residual stress in multi-pass butt-welded austenitic stainless steel pipe[J] . Dean Deng,Hidekazu Murakawa,Wei Liang.Computational Materials Science . 2007 (2)

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