金属材料高温疲劳-蠕变寿命预测方法研究进展

从线性累积损伤、应力参量控制模式、应变参量控制模式、损伤力学、断裂力学、多元统计以及神经网络等7个方面研讨了国内外金属材料在高温条件下疲劳-蠕变寿命预测方法的主要研究进展与成果。其中,线性累积损伤主要应用于高温蠕变——低周疲劳的寿命预测;应变控制模式的预测方法成功地把蠕变因素引入到疲劳寿命预测模型中;多元统计以及神经网络是金属材料进行寿命预测的新方法。     

12Cr1MoVG蒸汽管道蠕变的反射式非线性超声无损检测分析

针对传统(收-发分置)透射式非线性超声检测方法在现场应用受到众多制约的问题,提出二次谐波(收-发合置)的反射式非线性超声检测思路,通过采集并分离超声检测信号一次底波的反射信号获取非线性超声检测中基波和二次谐波信号,并设计搭建反射式非线性超声实验系统,进行2万小时12Cr1MoVG钢高温蒸汽管道检测实验并与测试样品的里氏硬度值进行比对。研究结果表明：该管道测点的非线性参量β在0.005～0.03变化与其硬度值变化(420～440 HL)呈负相关,即随着试样性能下降β值增大,而硬度值下降。研究结果可为在役高温蒸汽管道蠕变程度的检测提供参考。     

尾矿坝边坡失稳判据研究

为避免尾矿库失稳破坏所带来的巨大损失和灾难,依据尾矿坝边坡破坏特征,将坝体边坡的破坏全过程分为连续的变形阶段和非连续的滑动阶段。建立相应的数学模型,采用蠕变理论及李雅普诺夫函数法分析尾矿坝边坡变形、滑动过程的稳定性,提出尾矿坝边坡失稳的加速度判据,得出滑动过程位移解析解。运用FLAC3D对山西某尾矿坝边坡进行计算,得到安全系数为1.67,边坡稳定;通过坝体边坡表面某点位移监测曲线可以看出ü<0,采用加速度判据可得此边坡稳定,与数值模拟结论相同。     

电厂锅炉夹屏管失效分析

对滨州某热电厂锅炉夹屏管的破裂失效进行了检测分析,检测结果显示造成夹屏管破裂的原因为应力腐蚀和高温蠕变,并针对破裂原因提出了相应的防护措施。     

三峡库区黄土坡滑坡滑带土卸荷状态下的直剪蠕变特性研究

为研究长江三峡库区滑坡长期受周期荷载变化的影响,特别是在洞室开挖、边坡开挖等卸荷状态下滑坡的长期稳定性,利用DZR-8直剪蠕变仪对三峡库区黄土坡滑坡滑带土在卸荷状态下的直剪蠕变特性进行了试验研究.试验结果表明:黄土坡滑坡滑带土的蠕变特性较为明显,低剪切应力作用时,滑带土的蠕变曲线包括瞬时蠕变和衰减蠕变,主要表现为弹性蠕...     

干燥蠕变与浸水湿化泥质岩粗粒土时效变形特性试验

由于环保及土地资源保护的迫切需要,泥质岩类软岩开挖粗粒土广泛应用于填方体工程,其蠕变及湿化变形是导致填筑体土工结构安全隐患的主要原因,已成为影响山区机场、土石坝及道路铁路路基等设施长期变形及稳定性问题的重要因素.为揭示粗粒土在干燥及浸水环境下的时效变形特性及其影响因素,以四川红层开挖土石料配置成不同缩尺的粗颗粒土,在模拟竖向加载及侧向约束下,对粗颗粒土干燥与浸水湿化蠕变特性进行了试验.结果表明:不同缩尺下的粗粒土具有不同的级配曲线,等量替代法缩尺模型粗颗粒质量占比最大,混合法缩尺模型粗颗粒质量占比居中,相似级配法缩尺模型粗颗粒质量占比最小;粗粒土干燥蠕变与浸水湿化蠕变特性差别较大,干燥蠕变主要因受力颗粒骨架时效变形引起,浸水湿化蠕变主要因颗粒软化破碎及结构重新排列引起;粗粒土干燥及浸水下时效变形特征与颗粒级配和细颗粒含量等密切相关;粗粒土干燥阶段的变形可采用分三部分的变形模型进行拟合,而浸水阶段的变形可采用广义凯尔文模型拟合,拟合效果良好.     

制氢转化炉猪尾管开裂失效分析

介绍了猪尾管开裂的基本情况,通过对开裂部位的成分分析、金相组织分析、断口及EDX分析等,得出猪尾管开裂的主要原因是晶界的析出相弱化了晶界,在高温蠕变和腐蚀的协同作用下产生裂纹。     

川东天台乡滑坡滑带土蠕变特征

为了研究川东天台乡滑坡滑带土的蠕变特性和长期强度,首先对滑带土进行了三轴固结排水蠕变试验,得到了不同围压、不同应力加载等级下的全过程蠕变曲线,并采用"陈氏加载法"得到分别加载的蠕变曲线;然后根据蠕变试验结果,建立了反映滑带土蠕变特性的Singh-Mitchell蠕变模型,并对该模型进行了参数辨识,结果表明Singh-Mitchell模型能够很好地模拟该滑带土的蠕变特征;最后利用应力-应变等时曲线得到了滑带土的长期强度参数为c=23.6kPa、=9.7°。该研究结果为进一步研究天台乡滑坡变形规律、滑坡治理和滑坡中长期预报提供了依据。     

长时间服役的进口锅炉T91炉管失效行为研究

针对某进口亚临界锅炉三级过热器T91炉管失效事件,通过对其进行硬度、金相组织和SEM扫描电镜分析找出导致爆管的原因,并根据高温氧化皮厚度对其进行蠕变剩余寿命评估,结果表明该段T91管材爆管类型为典型长期过热爆管,炉管长期处于较高温度运行导致组织老化严重,力学性能下降,引起材料蠕变损伤,导致长期过热爆管,经计算其蠕变剩余寿命已达到寿命极限。本文对该锅炉防止类似事故具有重要作用,并对国内其他同在二十世纪90年代开始服役的T9彳炉管具有重大的参考价值和借鉴意义。     

长期立贮固体发动机药柱变形预估方法研究

目的 研究老化与颠振影响下长期立式贮存固体发动机药柱的蠕变特性,基于广义Kelvin模型,构建一种考虑老化和损伤因素的蠕变本构模型。方法 通过开展温度与应力加速蠕变试验、高温加速老化试验以及往复拉伸损伤试验,获得老化与损伤对蠕变的影响规律,建立蠕变预测模型,获取模型参数,并将其嵌入有限元软件。结果 利用所得蠕变本构模型计算了某型发动机立式贮存15 a后药柱蠕变的应力应变,结果表明,考虑老化因素后,发动机药柱的最大等效应力增大了96.84%,最大等效应变减小了4.07%,在同时考虑老化与损伤因素后,最大等效应力增加了82.77%,最大等效应变减小了3.62%。结论 对比不同条件下的仿真结果,老化和损伤对发动机蠕变状态的影响较大。使用该模型能够较好地体现出固体发动机药柱的老化硬化和损伤软化。