Degradation of PAI/PEI Enamel under High Temperature (Up to 400°C)

This work deals with the understanding of the degradation of the primary insulation (PEI/PAI) of rotating machines working temporarily under high-temperature. The main domain of application of these motors is the smoke extraction either from tunnels or underground parking when a fire occurs. In such a critical situation, the internal temperature of the motor winding may reach temperatures up to 400°C. Under such very high thermal stresses, the behaviour of the electrical insulation is not well understood. This work proposes an analysis of the decomposition gases under very high temperatures and the corresponding degradation pathway. A simple method is proposed to identify whether the insulation of such motors has been strongly damaged during the working time at very high temperatures, thus allowing estimating if it can still continue to operate.

GH4169材料振动弯曲高周疲劳性能研究

目的 开展镍基高温合金GH4169材料的振动弯曲高周疲劳研究。方法 基于高频振动台和激光测振仪,搭建振动弯曲疲劳试验系统。设计2种不同固有频率的试验件,在疲劳试验中以试验件af值(尖部振幅与固有频率乘积)作为控制目标,分别采用成组试验法和逐级加载法研究2种试验件的高周疲劳性能。结果 疲劳试验过程中,试验件af值的控制误差低于0.5%。随着疲劳循环数的增加,试验件的固有频率逐渐下降,且下降速度先慢后快。结论 基于成组试验法的试验结果建立的GH4169材料的双参数af-N疲劳寿命关系,与逐级加载法的试验结果吻合较好,证明了af-N疲劳关系的准确性。

CrMoW转子钢高温超高周疲劳与微观组织研究

利用旋转弯曲疲劳试验机,进行超超临界汽轮机CrMoW转子钢在常温与600℃条件下超高周疲劳行为的研究。采用透射电子显微镜TEM和扫描电子显微镜SEM分析试样疲劳前后显微结构及试样的表面与断口。研究结果发现,常温下的S-N曲线在疲劳寿命为5×106周次处出现拐点,但600℃条件下,S-N曲线呈现连续下降趋势;高温疲劳后材料的显微组织仍为典型的马氏板条体结构,但马氏体组织退化明显,出现板条碎化,板条界移动或者吞灭,位错密度下降,碳化物粗化、球化以及链状分布等现象。SEM分析表明,高温试样表面产生氧化膜,降低了试样的疲劳性能;常温与600℃环境条件下,疲劳裂纹主要萌生于试样表面;高温下试样裂纹萌生区发现夹杂,其裂纹萌生是表面裂纹起源和亚表面夹杂物相耦合的结果。

旋弯疲劳断料机设计中的几个基本问题

金属棒料在旋弯交变应力作用下会发生疲劳断裂。将这一原理应用于断料行业 ,就发明了旋弯疲劳应力断料机。主要探讨旋弯疲劳断料机设计的基本原理、切口参数对疲劳断裂的影响、断料效率和断面质量的主要影响因素、旋弯疲劳断料的特点及适宜参数等基本问题。

镍基单晶合金中温疲劳性能应力集中敏感性

疲劳是涡轮叶片的一种主要失效模式.本文开展了DD11单晶合金在650℃中温条件下2种应力集中系数(K_t=1(光滑状态)、K_t=3(缺口状态))的旋转弯曲疲劳性能研究,对比了2种应力集中系数下的疲劳强度,并开展了相关断口分析.结果表明:应力集中系数由K_t=1增大到K_t=3时,疲劳极限由446 MPa降低为311 MPa,说明DD11单晶合金疲劳性能存在应力集中敏感性;疲劳寿命由10~5提高到10~7时,光滑状态由600 MPa降低为420 MPa,疲劳强度降低幅度为180 MPa,而缺口状态由370 MPa降低为290 MPa,降低幅度为80 MPa,说明应力集中条件下DD11单晶合金的疲劳寿命对于外载变化较敏感.断口分析表明,光滑试样断口(应力500 MPa/疲劳寿命9.7×10~5)由几个相交的光滑晶体学平面组成,疲劳源萌生在距表面100μm左右的铸造孔洞;缺口试样断口(应力340 MPa/疲劳寿命8.1×10~5试样)呈平面状,与应力轴垂直,为多源疲劳模式,疲劳源观察到小刻面,在加工刀痕不连续位置萌生.

高载旋转弯曲疲劳损伤的磁记忆检测

为寻找高载旋转弯曲疲劳破坏前的特征信号,基于磁机械效应及磁场叠加原理进行理论研究,在此基础上,对带环形缺陷的45号钢试件进行高载旋转弯曲疲劳试验,研究疲劳过程中试件表面的磁信号的法向分量的分布变化.理论分析表明,疲劳裂纹附近的磁信号分布随裂纹扩展而变化.实验结果显示在进入裂纹快速扩展前后,缺口两边的磁信号大小顺序发生变化;名义应力及应力集中系数、环境磁场和提离值影响检测效果,但有对应的解决方法.磁记忆技术用于高载旋转弯曲疲劳损伤检测是可行的.

基于电阻变化的高周疲劳寿命预测

研究金属材料在不同损伤机理时的基于电阻变化的损伤定义 ,在传导电流的导电截面与承载截面等价的假设条件下 ,其与有效截面的损伤定义等价。针对纯弯旋转高频疲劳试验 ,分析考虑材料损伤分布不均匀及电阻率变化的损伤最大值的测量公式 ,其具有超几何函数的形式 ;分析表明在材料损伤为 0～ 0 .6时其与假设损伤均匀且不计电阻率的情况差别不大 ,并提出一种近似公式。对结构钢的高周疲劳进行测量 。

高温超导电机转子冷却技术的研究

本文针对高温超导电机关键技术之一的转子冷却技术,从旋转管道流动和池沸腾的基本理论出发,对现有的集中式旋转热管、浸泡式冷却方式和三种新型的冷却方式即:分布式旋转热管、分层开放式蒸发冷却和旋转管道蒸发冷却,总结并建立了分别适用于这些转子冷却方式的沸腾换热模型;另外对于旋转管道蒸发冷却的流体动力学问题,参照静止两相流流动阻力的计算模型来分析这种冷却方式的流动阻力。在模型计算、载荷和漏热等边界条件基础上,采用ANSYS温度场静态计算模块对各种冷却方式进行了仿真,得到各种工况的温度分布。建立了一台能实现五种高温超导电机冷却方式的综合性实验平台,对五种冷却方式进行了详细的换热和流动的实验研究,从温升和分布均匀度而言,浸泡式冷却的效果最好,其他几种方式次之。同时对比实验数据与仿真结果,表明理论模型能较为准确地预测实验结果。

高阻尼GZ50铜合金盐雾腐蚀旋转弯曲疲劳试验研究

针对高阻尼GZ50铜合金的应用背景,结合PWC-6型旋转弯曲疲劳试验机,设计制作了一套盐雾腐蚀疲劳试验用装置,同时改良了另外一台同类型的旋转弯曲疲劳试验机。采用升降法,在盐雾腐蚀和空气环境下,分别在两台试验机上完成了两组不同试样尺寸的GZ50铜合金旋转弯曲疲劳试验,并对试验结果进行了比较和分析。试验结果为GZ50铜合金的具体应用提供了依据。

立式电液疲劳试验机动态特性研究

电液疲劳试验机以其输出载荷大,在工程疲劳低频试验中广泛应用,但受到传统电液伺服阀频宽的限制,电液疲劳试验机的试验频率一直无法有效提高。2D高频转阀是一种阀芯可以轴向滑动和周向转动的双自由度转阀,具有高频响、大流量等特点。采用2D高频转阀控制单出杆液压缸疲劳试验方案,可以有效提高电液疲劳试验机试验频率;为了解决高频载荷幅值衰减问题,提出谐振疲劳试验的解决方案。基于模态理论对谐振工况时电液疲劳试验机上下夹头的位移方程进行解析求解,并建立仿真模型,用该模型对数学型模进行验证。研究表明:采用2D高频转阀控制单出杆液压缸解决方案实现谐振式电液疲劳试验是可行的,研究结果对后期实验研究具有指导意义。

改性乳化沥青冷再生技术的路用性能研究

为验证改性乳化沥青冷再生混合料在高速公路面层的应用效果,通过多序列局部加载动态蠕变试验、半圆弯曲断裂试验和半圆弯曲疲劳试验对改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能进行了全面研究。结果表明,SBR改性乳化沥青冷再生混合料相比普通乳化沥青混合料在高温性能、中低温抗裂性能和疲劳性能方面得到全面提升,并且在高温性能复合蠕变速率方面与AC-20和Sup-20两种普通热拌沥青混合料相近,远小于普通乳化沥青,在中低温抗裂和疲劳性能方面改性乳化沥青冷再生混合料虽然显著提升,但和热拌沥青混合料仍存在一定差距。

新型简支弯曲测试装置测定材料疲劳特性的研究

采用新型简支弯曲测试装置对镍基高温合金K304疲劳性能进行测试。结果表明,弯曲挠度率受疲劳载荷均值和疲劳载荷幅值的影响,并且疲劳荷载幅值对材料弯曲疲劳响应的影响比疲劳载荷均值的影响显著。从试验测试和数值模拟角度,论证了此新型弯曲疲劳测试方法测定材料疲劳性能的可行性和准确性。

传动轴用高强度马氏体钢的疲劳性能

通过旋转弯曲疲劳试验的方法,研究新开发传动轴用高强度马氏体钢25CrNi2MoVNb的疲劳性能,并与常用的18Cr2Ni4WA钢进行对比。结果表明,由于高的洁净度和细的晶粒,25CrNi2MoVNb钢在强度提高到1 500 MPa级别后,冲击韧性与1 300 MPa级的18Cr2Ni4WA钢相当。25CrNi2MoVNb钢的疲劳极限为865 MPa,显著高于18Cr2Ni4WA钢的670 MPa,25CrNi2MoVNb钢的旋转弯曲疲劳极限与抗拉强度的比值(σ-1/Rm)保持在0.5,稍高于18Cr2Ni4WA钢。

微型激光高效疲劳试验装置的改进

微型激光高效疲劳试验装置是在小试样高频弯曲疲劳试验装置的基础上改进的。针对原有试验装置频率较低、振幅较小、试样振动位移采集不精确的问题,确定最佳扬声器口径和模拟分析试样圆孔边缘的应力大小,采用调音台配备纯后级功放作为动力系统替代原有试验机的动力源。改进后的试验装置的激振频率从260 Hz提高到500 Hz,振幅在激振频率为500 Hz的情况下可实现0～5 mm调节;运用24位高精度USB数据采集卡,能更精确地采集试样振动位移,试样振动位移可精确到0. 000 01 mm;利用有限元分析试样缺口与边缘处应力关系,试样缺口处的应力是边缘的1. 65倍;连续重复试验确定扬声器的最佳口径为165 mm。结果表明:使用改进后的疲劳试验机,极大地缩短了微小、脆性材料零部件弯曲疲劳的检测时间。

风机叶片根部连接螺栓的弯曲疲劳试验研究

在叶轮旋转过程中,位于风机叶片根部用于紧固的连接螺栓因受到周期性的弯曲应力而容易疲劳。弯曲疲劳是造成螺栓松弛、损伤甚至断裂的重要原因。本研究以某风电厂2 MW风机高强连接螺栓为研究对象,利用PQ1-6弯曲疲劳试验机开展螺栓试样的旋转弯曲试验研究;通过宏观分析、化学成分分析、显微组织检测及扫描电子显微镜断口微观分析等方法,探究试验过程中螺栓材料的组织演变规律,研究螺栓失效的微观机理及其疲劳损伤的发展过程。结果表明:在250 N的负荷下螺栓的旋转弯曲疲劳寿命为76200周次;由旋转弯曲疲劳载荷引起的螺栓试样组织演变和疲劳损伤累积呈全域性分布特点,并在螺栓试样材料的不同部位形成了疲劳影响带,且其距离断口越近材料组织的疲劳损伤程度越大;疲劳损伤带由表及里向试样内部扩展;断口处疲劳裂纹从试样表面开始萌生,断裂机理为韧性断裂;螺栓材料中的夹杂物加剧了弯曲疲劳裂纹的集中和扩展,进一步缩短了螺栓的疲劳寿命。

温度对高压电机用防晕材料非线性电阻特性的影响

为研究温度对不同防晕材料非线性电阻特性的影响规律,提出并应用预置低阻带作为电极的测量方法,测试4种防晕材料在不同温度下的非线性伏安特性,同时采用函数拟合方法研究了温度对不同防晕材料非线性电阻特性的影响程度,进一步通过仿真研究对比额定相电压和耐压试验电压下及不同温度下的24 kV水轮发电机定子绕组端部防晕结构沿面电场的分布差异。结果表明:4种防晕材料的非线性伏安特性与表面电阻率均表现出明显的温度依赖性,初始表面电阻率和非线性系数均随温度的升高呈减小的趋势;不同温度下24 kV水轮发电机防晕结构的沿面电场分布差异较小。

曲轴单拐弯曲自动化疲劳试验机的研制

介绍了最新研制的谐振式ACFM型曲轴单拐弯曲自动化疲劳试验机 ,叙述了它的系统结构、工作原理、电控部分的组成、系统的特点和主要性能指标。经过实测及使用表明 ,该试验机具有自动化程度高、精度高的特点 ,且操作简便 ,极大地减轻了操作者的劳动强度 ,还可在实验达到一定次数或出现裂纹时自动停机 ,自动记录数据 。

交流调功器在高温旋转疲劳试验机中的应用

将以智能温度控制仪表为核心的交流的功器用于高温旋转疲劳试验机中,可提高温度控制的准确性,减少对电网的影响。

金属材料旋弯—热疲劳的试验研究

在普通旋弯疲劳试验机上,对金属材料进行了旋弯—热疲劳的复合试验,测试了球铁轧辊材料的热疲劳性能,分析了其失效行为和破坏机理.

高性能铜合金带在汽车连接器中的应用

概述了设计汽车连接器时对铜及铜合金带的性能要求。介绍了几种典型铜及铜合金带的弯曲性能、抗高温软化性能、抗应力松弛性能和抗疲劳性能。给出了在设计汽车连接器选用铜及铜合金带阶段,适合汽车连接器各项性能要求的建议高性能铜合金。