基于Norton幂律方程的再生器筒体蠕变性能分析及仿真

通过对Q245R钢在550℃不同应力条件下进行高温蠕变试验,并根据试验获得的数据,建立该材料的蠕变本构方程,最后将建立的蠕变本构方程用于仿真一台在役催化裂化再生器筒体的蠕变.结果表明,该材料高温单轴拉伸的材料力学性能与常温差别较大,试验得到了该材料的蠕变Norton幂律本构方程,并判断出其在550℃下的蠕变机制主要为位错攀移;有限元仿真知最大蠕变变形发生在接管与筒体相贯处筒体母线上,离相贯点约为600 mm,最大蠕变变形量为91.3 mm,与现场实测相近,说明建立的蠕变本构模型和有限元仿真是有效的,可为再生器的安全服役提供数据基础和参考价值.

小冲杆法确定蠕变Norton参数

基于Chakrabarty薄膜伸张模型,推导出小冲杆蠕变的等效应变和应力表达式,将小冲杆蠕变试验得到的试样中心挠度-时间曲线化为试样中心蠕变应变-时间曲线,载荷转化为等效应力,通过非线性拟合应力、最小蠕变速率得到P91材料小冲杆试验的Norton蠕变参数。建立P91小冲杆蠕变的有限元模型并进行大量模拟,对蠕变第2阶段的试验结果和模拟结果进行对比分析,提出反向有限元的方法。结果表明:小冲杆蠕变试验能够得到材料蠕变参数,和单轴蠕变试验结果对比发现,采用反向有限元的方法比小冲杆蠕变试验能更加方便、快捷、准确地得到P91蠕变参数。

基于小冲杆试验技术的在役火电机组高压导汽管蠕变特性研究

采用小冲杆蠕变试验技术对某火电机组高压导汽管道开展566℃温度下的蠕变试验,得到了不同应力水平下挠度随时间的变化曲线。为了获得该材料的稳态蠕变特性,采用了Chakrabarty薄膜延伸模型和逆向有限元法对小冲杆蠕变试验结果进行了分析研究,获得了Norton方程中的材料参数A和n。同时对单轴蠕变试验与小冲杆分析试验获得的材料参数进行对比分析,结果表明小冲杆蠕变试验分析结果与单轴蠕变试验结果基本符合,但不同的分析方法获得的结果精度有所不同。