变压吸附器疲劳裂纹扩展剩余寿命的研究

针对承受周期性疲劳载荷的一种压力容器——变压吸附器,对其疲劳裂纹扩展剩余寿命进行预测。基于断裂力学,求出裂纹初始深度和临界深度。利用ABAQUS中的扩展有限元功能确定变压吸附器裂纹萌生的位置,并得到裂纹深度a与应力强度因子幅ΔK的关系式,利用Pairs公式得到裂纹扩展寿命。结果表明:计算得到裂纹初始深度为0.9 mm,临界深度为12.9 mm。将ABAQUS仿真得到的裂纹深度和应力强度因子幅数据进行拟合,可得到两者的关系表达式。将该关系表达式及其它相关参数带入到Pairs公式,得到裂纹从初始深度扩展到临界破坏深度对应的设备剩余工作年限为1.3年。该评估结果为变压吸附器安全运行提供了理论上的支撑。