基于加速蠕变断裂试验的12%Cr钢高温螺栓安全可靠性评价研究

火力发电厂汽轮机高温螺栓是汽轮机组的重要部件,在长期运行过程中,高温螺栓要承受蠕变、疲劳及其交互作用的影响,机组的启停、振动以及螺栓的制造质量等均对螺栓的使用寿命产生重要影响。在初步了解不同运行时间段的12%Cr钢高温螺栓材料性能状况的基础上,采用加速蠕变断裂试验法对运行35×104h的高温螺栓安全使用状况进行了综合评估,在评价高温部件安全可靠性方面进行了新的尝试。

集成竹拉伸蠕变性能加速试验

通过短期(500 h)拉伸蠕变试验,研究了不同应力水平下集成竹顺纹拉伸蠕变行为及变化规律,采用了Findley蠕变模型对蠕变曲线进行模拟;通过阶梯等温法加速蠕变试验,对集成竹顺纹拉伸长期蠕变行为进行了加速表征,构建了跨度50年的蠕变主曲线。结果表明:不同应力水平下,集成竹拉伸蠕变曲线具有初始蠕变和稳态蠕变两个阶段;集成竹拉伸蠕变行为符合线性黏弹性,在任意时刻,其蠕变变形基本与应力水平成正比;根据蠕变主曲线,在60%极限荷载下,集成竹约在104天发生蠕变断裂,呈现脆性破坏形态;Findley蠕变模型不仅能较好地模拟集成竹短期拉伸蠕变行为,其外推结果与加速蠕变试验所得主曲线吻合良好。基于上述试验结果与分析,建立了考虑材料蠕变效应的等时应力-应变曲线,进一步讨论了针对不同设计使用年限的集成竹弹性模量调整系数,并与GB/T 50005-2017《木结构设计标准》建议值进行了对比。

考虑蠕变变形的格室加筋土力学性质研究

格室条带的蠕变变形会对土工格室的网格尺寸和条带刚度产生影响。采用加速蠕变试验和分级等温法(SIM法)建立了分别由HDPE(高密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)和PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)三种材料制作的格室条带的主蠕变曲线和等时应力应变曲线,研究了蠕变对网格尺寸和条带长期刚度的影响。基于加筋土应力应变响应计算模型研究了格室条带的蠕变变形对加筋土强度和刚度的影响规律。结果表明,蠕变变形导致网格尺寸的增量较小,而长期刚度衰减主要在蠕变前期较明显;拉伸应变较小时,条带刚度随时间增加衰减较明显;因蠕变变形影响,格室加筋土的峰值偏差应力减小明显,其幅度范围约30%~55%;蠕变后加筋土变形模量的衰减随着轴向应变的增加逐渐明显。