亚临界锅炉后屏过热器12Cr1MoV炉管的剩余寿命预测

对12Cr1MoV钢进行常温拉伸试验、高温拉伸试验与持久试验,并拟合应力和断裂时间的关系曲线,同时,利用L-M参数拟合持久试验结果,得到参数P与应力之间的关系。利用有限元软件建立亚临界锅炉后屏过热器的模型,得到其温度场与应力场,并利用外推法和L-M参数法预测该后屏过热器的剩余寿命。结果表明L-M参数预测的剩余寿命更接近实际情况。

20钢-铝青铜焊接接头的显微组织和硬度

采用手工钨极氩弧焊工艺和S214焊丝焊接了20钢和铝青铜,并采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)检测了焊接接头的组织和显微硬度。结果表明:焊接接头20钢母材的显微组织为铁素体和珠光体,20钢侧热影响区组织为贝氏体,焊缝、铝青铜侧热影响区和铝青铜母材的组织均以α-Cu为主。在20钢侧的熔合线附近存在未熔合、气孔等焊接缺陷和严重不均匀的组织,这主要是由于钨极氩弧焊的焊接热输入过大和手工焊接过程的不稳定所导致的。焊缝区的硬度约为150 HV0.2,20钢侧热影响区的硬度为170~220 HV0.2,母材20钢的硬度约为180 HV0.2。20钢-铝青铜焊接接头的组织不均匀性及焊接缺陷的存在可能会严重影响焊接接头的力学性能,因此需选用合适的焊接工艺和提高焊接过程的稳定性,以改善接头组织的均匀性。

调距桨油缸螺栓断裂失效机理分析

某船在进坞检查调距桨装置时,发现油缸螺栓存在断裂失效问题。文章通过分析螺栓技术状态、受力计算、制作情况、理化检测等,确认螺栓断裂失效机理为氢脆断裂。为从根源上解决此类故障问题,对螺栓原材料的技术状态和工艺状态提出了处理改进措施。

油管模型建立及结构对称性对其残余应力影响

目前对调距桨传动轴内异种金属焊接油管的残余应力研究很少,油管作为调距浆核心的动力元件之一,其可靠性尤为重要.基于ANSYS有限元软件以四椭球热源模型模拟焊接热输入建立了油管焊接温度场和应力场分析的热-弹-塑性有限元模型,并对该模型进行了试验验证.在此基础上,研究了长焊缝有限计算模型的简化方法和焊件结构的对称性对油管残余应力的影响.结果表明,在保证计算精度的基础上,简化后油管有限元模型的计算速度是未简化模型的8倍.非对称结构油管的残余应力在数值上明显大于对称结构油管的残余应力,在一定程度上非对称结构的油管能够反映对称结构油管最薄弱位置的残余应力分布.

某型调距桨应急装置故障机理分析

三条某型船所装调距桨装置在试验阶段出现应急调距故障,通过对故障调距桨装置的拆检,分析故障机理在于轴承环在安装过程中产生了较大变形,导致桨叶轴承间隙过小,使得桨毂机构调距摩擦阻力过大,从而无法实现应急调距功能。为了能够准确、有效地揭示轴承环安装变形对桨叶轴承间隙的影响,以有限元技术为支撑,采用转角计算的方法,得出较为准确的计算结果。同时,对产品的技术状态和工艺状态进行了改进与调整,从根源上解决了此类故障问题。

调距桨轴内油管强度和疲劳寿命分析

对调距桨传动轴内的油管工作状况和受力情况进行分析,对4个关键工况(正车、倒车、稳态1和稳态2)进行较详细的应力和强度计算;根据3S-S-N线图对油管疲劳强度进行可靠性分析;最后,通过油管试样的疲劳试验数据估算油管的S-N曲线,从而进行疲劳寿命预测。文章所采用的方法可为调距桨轴内油管的强度设计和使用寿命计算提供参考。

轴法兰螺栓安装失效机理分析

在某船的安装过程中,发现轴法兰螺栓联接副存在不同程度的咬合。通过现场检查和计算分析,确认螺栓安装失效机理在于加工孔时刀具装夹不正,造成轴法兰沉孔的平面度超出规定的形位公差值,在对螺栓施加拧紧力矩时,螺栓联接副接触应力超过轴材料屈服强度,从而形成咬合。以经典计算和有限元计算作为支撑,揭示了形位公差对螺栓联接的影响,通过控制螺栓联接副的形位公差,并建议采取适当的防咬合措施,可避免螺栓在安装时发生失效。

20钢-铝青铜焊接接头的组织和高周次疲劳性能研究

采用手工钨极氩弧焊工艺将20钢与铝青铜焊接在一起。检测了焊接接头的显微组织、高周次疲劳性能,并采用光学显微镜和扫描电镜观察了疲劳试验试样的断口形貌。结果表明:邻近熔合线的20钢存在未熔合、气孔等焊接缺陷,焊接接头疲劳断裂起始于这些焊接缺陷。焊接热输入较大及手工焊接过程的不稳定性是20钢-铝青铜焊接接头中产生焊接缺陷和不均匀组织、导致其疲劳断裂的主要原因。因此,可通过采用更合适的焊接工艺来减少甚至消除焊接接头中的焊接缺陷,提高焊接接头的高周次疲劳性能。

调距桨桨毂机构设计

文章介绍了一种船用调距桨的桨毂机构设计方法,将工程机械设计方法和软件设计方法相结合,完成桨毂机构选型和桨毂主要零件的强度校核,以满足设计周期最短和设计方案最优的需求,从而帮助设计人员有效提高设计质量、加快设计进度、避免重复计算。

基于Archard模型的桨毂轴承摩擦副磨损寿命评估方法

桨毂轴承摩擦副之间因磨损超过一定间隙后会导致调距桨装置出现调距、稳距功能降低或失效的故障。文章基于Archard模型提出一种桨毂轴承摩擦副磨损寿命评估方法,其思路是先根据经验数据或试验数据,利用Archard模型确定桨毂的磨损因子,考虑该型桨毂轴承摩擦副的许用间隙、载荷条件等因素,结合其初始装配间隙的分布函数,通过仿真方法模拟调距桨装置调距次数的分布函数,进而对桨毂轴承摩擦副进行磨损寿命评估。