kelvin模型蠕变方程_变形高温合金GH3128高温合金中间换热器冷却管蠕变特性研究...

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2023-01-04 15:54 56阅读 0赞

镍基高温合金是现代航空发动机、航天器和火箭发射机以及舰艇和工业燃气轮机的关键热端部件材料(如涡轮叶片、导向器叶片、燃烧室等),也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等工作环境非常严苛的重要高温结构材料。

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本文主要以GH3128高温镍基合金为研究对象,研究其在高温状况下蠕变行为,主要研究内容如下:应用Gleeble3800热力模拟试验机进行高温蠕变拉伸试验,分析GH3128高温镍基合金在高温状况下蠕变行为,选用合理的高温蠕变理论,将采集的试验数据,经过Origin9.0软件进行拟合处理,绘制出应变-时间曲线。 确定蠕变模型,利用试验数据进行线性拟合,确定方程各参数,得到GH3128在高温状况下蠕变本构方程。分别应用基于?外推法的Norton蠕变损伤理论和Kachanov-Rohatnov蠕变损伤理论,对950℃环境下GH3128高温镍基合金蠕变过程进行损伤分析,并对两种方法计算的损伤因子进行比较。 应用有限元软件中原有的Norton蠕变模型,对试验过程进行模拟,发现有限元软件中的蠕变模型不能够很好地体现蠕变全过程。针对GH3128高温镍基合金蠕变进行研究,建立损伤-硬化蠕变模型,并利用UPFs将含有损伤-硬化蠕变模型的程序写入到ANSYS软件中,并把此模型模拟的试验结果与试验数据进行对比分析。 以HTR-10中间换热器冷却管为例,当冷却管材料选用GH3128高温镍基合金时,对冷却管中三向应力进行分析,并计算考虑蠕变效应后的三向应力与弹性应力进行对比。考虑蠕变效应后改变管壁厚度和平均半径,对比分析冷却管中的应力变化。 对冷却管进行蠕变屈曲分析,应用有限元法,采用蠕变方程式对模型进行模拟,选取管壁面应变随时间变化曲线,采用“曲率极大点”法,求解蠕变屈曲临界时间,并改变管壁厚度和平均半径,对比分析蠕变屈曲临界时间。

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