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富燃燃气热物性对平板热冲击疲劳影响的数值研究
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作者 凌若泓 隋秀明 +3 位作者 雒伟伟 浦健 赵巍 赵庆军 《航空制造技术》 北大核心 2025年第20期135-147,161,共14页
针对富燃燃气环境下涡轮导叶严峻的热疲劳问题,依据其实际工作条件,建立均质平板拟静态热弹性耦合模型,通过Laplace变换和留数定理,得到燃气热物性对热冲击过程平板温升特性、应力及寿命变化的作用规律,所得结果与涡轮导叶三维热流耦合... 针对富燃燃气环境下涡轮导叶严峻的热疲劳问题,依据其实际工作条件,建立均质平板拟静态热弹性耦合模型,通过Laplace变换和留数定理,得到燃气热物性对热冲击过程平板温升特性、应力及寿命变化的作用规律,所得结果与涡轮导叶三维热流耦合计算结果吻合较好。结果表明,富燃燃气主要组分为高比定压热容和高热导率的氢气,使其对流换热系数显著提升,因此在热冲击过程中,富燃环境下平板表面热流量、温升速率和平衡温度升高,平板内部温度梯度增大;因高温、大温度梯度富燃燃气环境,平板各点峰值热应力提升80%,寿命缩短32%。热冲击过程中,平板热应力呈现先迅速升高至峰值、随后逐渐减小的变化规律,其中平板峰值热应力主要由燃气热物性决定,峰值后热应力主要受冷气温度影响。另外,燃气热物性对平板峰值热应力和寿命的影响,随平板厚度增加而减小。 展开更多
关键词 燃气物性 热冲击 流体温差 厚度 寿命
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承压热冲击下核电厂主泵-主管道焊接接头断裂力学分析
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作者 况正 施春丰 +3 位作者 杜爱国 曾咏奎 唐毅 桂春 《核科学与工程》 北大核心 2025年第4期735-741,共7页
为了评估核电厂主管道在承压热冲击下的脆性断裂风险,采用有限元分析方法计算核电厂主泵-主管道焊接接头在承压热冲击下的应力强度因子,分析焊接残余应力、焊缝处假想裂纹尺寸以及安注后主管道水位对主泵-主管道焊接接头发生脆性断裂的... 为了评估核电厂主管道在承压热冲击下的脆性断裂风险,采用有限元分析方法计算核电厂主泵-主管道焊接接头在承压热冲击下的应力强度因子,分析焊接残余应力、焊缝处假想裂纹尺寸以及安注后主管道水位对主泵-主管道焊接接头发生脆性断裂的影响。结果表明:残余应力值越高,假想裂纹尺寸越深,安注后主管道水位高度越低,主泵-主管道焊接接头脆断风险越高。在管道焊接过程中控制残余应力,失水事故时保证管道尽快注满安注冷却水,可降低管道脆断的风险。 展开更多
关键词 主泵 主管道 焊缝 承压热冲击 脆性断裂
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气冷堆过热器管板在热冲击循环载荷下的蠕变疲劳损伤
3
作者 魏乾永 王骁晓 +1 位作者 陈浩峰 彭恒 《机械工程材料》 北大核心 2025年第10期111-118,共8页
以800H奥氏体合金制成的气冷堆蒸汽过热器管板为研究对象,基于R5规程2/3分卷的弹性应力分析简化方法,结合有限元模拟,估算管板在经历冷热流体冲击后的稳态循环应力与应变,开展了蠕变-疲劳损伤分析,研究了循环载荷对管板关键位置失效行... 以800H奥氏体合金制成的气冷堆蒸汽过热器管板为研究对象,基于R5规程2/3分卷的弹性应力分析简化方法,结合有限元模拟,估算管板在经历冷热流体冲击后的稳态循环应力与应变,开展了蠕变-疲劳损伤分析,研究了循环载荷对管板关键位置失效行为的影响,预测了蠕变-疲劳寿命。结果表明:经历稳态保载→冷流体冲击→稳态保载→热流体冲击的单次循环过程后,管板危险点出现于管板与管箱壳壁连接处,蠕变损伤是导致管板失效的主导因素,其累积速率远高于疲劳损伤。流体冲击通过热应力的剧烈波动显著影响关键部位的应力应变响应,从而决定了蠕变-疲劳损伤的演变路径与累积效率,影响管板结构的服役寿命;在小范围温度波动工况中,冷流体冲击在直接加剧疲劳损伤的同时协同加剧蠕变损伤,强化了蠕变-疲劳交互作用,加速了结构失效;热流体冲击有利于降低塑性变形,同时抑制蠕变损伤累积,对结构的寿命影响更小。冷流体冲击的危险性显著高于热流体冲击,在需调节温度的小幅温变环境中,应优先采用热流体冲击工况。 展开更多
关键词 R5规程 热冲击 器管板 蠕变疲劳 寿命预测
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活塞热冲击有限元分析 被引量:10
4
作者 王希珍 沈季胜 +1 位作者 严兆大 胡亚才 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期564-568,共5页
在热冲击试验的基础上,采用ANSYS软件对活塞在高、低周波矩形热冲击模式下的温度响应、热应力进行了计算和分析。计算结果表明:在高、低周波热冲击下,活塞的温度响应有着不同的特性。计算结果对活塞热疲劳分析有着重要的参考价值。
关键词 活塞 热冲击 有限元分析 高周波 低周波 矩形热冲击 温度响应 疲劳 内燃机
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活塞热冲击集总参数模型的随机温度分析 被引量:8
5
作者 王玉芝 胡亚才 +2 位作者 洪荣华 俞自涛 沈季胜 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期81-85,共5页
将随机过程理论与热传导理论相结合,分析了内燃机随机热冲击的随机成分对活塞温度场的影响,建立了与热冲击试验台加热环境相适应的矩形热冲击模型和集总参数导热模型,求得了相应的解析解,并利用迭代法求得其随机解及其均值、均方值和方... 将随机过程理论与热传导理论相结合,分析了内燃机随机热冲击的随机成分对活塞温度场的影响,建立了与热冲击试验台加热环境相适应的矩形热冲击模型和集总参数导热模型,求得了相应的解析解,并利用迭代法求得其随机解及其均值、均方值和方差。在试验台上的活塞温度场测试结果表明随机热激励模型可以更精确地模拟活塞的受热响应。集总参数模型给出了活塞随机温度随时间变化的基本规律,为定性分析活塞温度场随机变化规律提供了依据。 展开更多
关键词 活塞 热冲击 集总参数模型 随机温度 内燃机 矩形热冲击 随机解
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核电站余热排出泵热冲击回路设计 被引量:7
6
作者 孔繁余 王婷 +1 位作者 黄道见 王文廷 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第4期291-294,共4页
为检验余热排出泵的耐热冲击能力及其运行稳定性,基于能量守恒定律和冷态、热态回路不同工况的实际要求,设计了热冲击回路系统,并对主要设备进行热平衡计算,以确定设备型号.设计的热冲击回路系统包括冷态、热态两回路,通过三通阀的自动... 为检验余热排出泵的耐热冲击能力及其运行稳定性,基于能量守恒定律和冷态、热态回路不同工况的实际要求,设计了热冲击回路系统,并对主要设备进行热平衡计算,以确定设备型号.设计的热冲击回路系统包括冷态、热态两回路,通过三通阀的自动切换作用,进行冷态、热态条件的及时切换试验,以模拟核动力装置中余热排出泵的实际工作状况.试验结果表明,设计的余热排出泵热冲击回路系统可较为真实地模拟核动力装置实际运用情况;对设备进行的热平衡计算确定了主要设备型号;构建便捷的冷态、热态切换方式,可验证泵各部件的耐热冲击能力. 展开更多
关键词 排出泵 热冲击回路 平衡计算 热冲击
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高周波活塞热冲击计算与分析 被引量:2
7
作者 苏石川 沈季胜 +1 位作者 严兆大 胡亚才 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期34-37,共4页
本文用6150柴油机燃气温度拟合成三角形热冲击模式,作为活塞顶面的热激励源,建立了高周波三角形热冲击及集总参数导热模型,计算该活塞顶面温度响应曲线及其变化规律,以作为活塞顶面热疲劳分析和研究的基础。
关键词 活塞 热冲击 内燃机 高周波 三角形热冲击 温度响应 疲劳
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具有微孔洞结构陶瓷材料热冲击实验研究 被引量:4
8
作者 贺鹏飞 C.Yuan +1 位作者 R.Stern W.J.Clegg 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期6-8,共3页
对微孔洞体积含量分别为 5 % (密实材料 ) ,10 % ,2 0 %和 30 % (微孔洞结构材料 )的四种氧化铝陶瓷材料通过水冷却的实验法进行了热冲击实验。实验结果表明无论从裂纹的起始模式 ,还是裂纹扩展程度 。
关键词 微孔洞结构陶瓷 热冲击 裂纹模式 水冷却 氧化铝陶瓷 热冲击性能
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JOB-9003高聚物粘结炸药热冲击损伤破坏相关性研究 被引量:21
9
作者 田勇 张伟斌 +3 位作者 温茂萍 杨占锋 郝莹 李敬明 《含能材料》 EI CAS CSCD 2004年第3期174-177,M006,共5页
为研究高聚物粘结炸药损伤及相关问题,采用水浴式"激热"方法和超声波特性参量检测技术对JOB 9003高聚物粘结炸药试样的热冲击损伤破坏进行了试验研究,获得了热冲击温度差与试样损伤破坏率、超声波增益之间正相关的对应关系。
关键词 声学 高聚物粘结炸药 热冲击 损伤 超声波检测
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波段外脉冲激光对锗材料热冲击效应的数值研究 被引量:13
10
作者 姜楠 牛燕雄 +4 位作者 张书练 张雏 杨海林 唐芳 陈燕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期481-484,共4页
强激光辐照锗材料可造成材料的破坏。对波段外脉冲激光辐照锗材料进行了理论研究,建立了激光辐照锗材料的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,对不同能量密度下波段外激光辐照锗材料的瞬态温度场和应... 强激光辐照锗材料可造成材料的破坏。对波段外脉冲激光辐照锗材料进行了理论研究,建立了激光辐照锗材料的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,对不同能量密度下波段外激光辐照锗材料的瞬态温度场和应力场分布进行了数值模拟计算,得到了材料最易损伤的位置和材料的损伤阈值以及锗材料的损伤阈值与激光参数之间的关系。分析结果表明:热应力损伤在锗材料的脉冲强激光损伤中占据主导地位,锗材料出现热应力损伤的激光能量密度小于出现熔融损伤的激光能量密度,应力损伤主要集中在光斑中心区域并体现为压应力损伤。 展开更多
关键词 激光破坏 锗材料 热冲击效应 温度场 应力场
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炸药热冲击损伤破坏及超声波特性参量检测 被引量:24
11
作者 田勇 张伟斌 +2 位作者 郝莹 李敬民 温茂萍 《火炸药学报》 CAS CSCD 2000年第4期13-15,共3页
进行了 JOB- 90 0 3炸药试样的热冲击试验和热冲击前后的超声波特性参量检测试验 ,观察并检测到试样在热冲击试验的不同阶段出现损伤破坏及超声波特性参量的具有一定典型性的变化。试验初步表明 ,初始损伤或裂纹对炸药的力学性能有十分... 进行了 JOB- 90 0 3炸药试样的热冲击试验和热冲击前后的超声波特性参量检测试验 ,观察并检测到试样在热冲击试验的不同阶段出现损伤破坏及超声波特性参量的具有一定典型性的变化。试验初步表明 ,初始损伤或裂纹对炸药的力学性能有十分明显的影响 。 展开更多
关键词 炸药 热冲击 损伤 超声波检测
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等离子喷涂ZrO_2涂层的火焰喷烧和水淬热冲击 被引量:9
12
作者 张红松 王富耻 +3 位作者 马壮 李淑华 冼文锋 成志芳 《表面技术》 EI CAS CSCD 2006年第4期30-33,共4页
研究了等离子喷涂ZrO2涂层在水淬和火焰喷烧两种条件下的热冲击性能,采用ANSYS软件对两种条件下涂层的热冲击性能进行了有限元计算。结果表明:水淬条件下垂直裂纹主要分布在距离涂层中心12mm的范围内,随着热冲击次数的增加垂直裂纹最终... 研究了等离子喷涂ZrO2涂层在水淬和火焰喷烧两种条件下的热冲击性能,采用ANSYS软件对两种条件下涂层的热冲击性能进行了有限元计算。结果表明:水淬条件下垂直裂纹主要分布在距离涂层中心12mm的范围内,随着热冲击次数的增加垂直裂纹最终进入次表层,靠近中心处裂纹扩展较快;火焰喷烧条件下,垂直裂纹分布在距离涂层中心10mm的范围内,随着热冲击次数的增加裂纹在表面层和次表层界面处发生偏转,中心处裂纹扩展较快;火焰喷烧条件下涂层的抗热震性能优于水淬条件,涂层中的孔隙加速了两种条件下裂纹的扩展。 展开更多
关键词 梯度涂层 热冲击 裂纹 扩展 孔隙 有限元
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ZrO_2-Ni功能梯度材料的热冲击与热疲劳行为 被引量:12
13
作者 朱景川 来忠红 +1 位作者 尹钟大 李明伟 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 2001年第4期387-392,共6页
通过抗热震参数分析和热循环试验研究了ZrO2 -Ni功能梯度材料 (FGM )的热冲击与热疲劳行为及其影响因素 .结果表明 ,ZrO2 -NiFGM抗热震参数呈梯度分布 ,ZrO2 侧抗热冲击断裂能力强而富Ni区热疲劳抗力高 .其热震破坏符合热疲劳损伤机理 ... 通过抗热震参数分析和热循环试验研究了ZrO2 -Ni功能梯度材料 (FGM )的热冲击与热疲劳行为及其影响因素 .结果表明 ,ZrO2 -NiFGM抗热震参数呈梯度分布 ,ZrO2 侧抗热冲击断裂能力强而富Ni区热疲劳抗力高 .其热震破坏符合热疲劳损伤机理 ,裂纹的准静态扩展为其控制因素 .热疲劳裂纹在梯度层内以微孔聚集、连接方式萌生和扩展 ,而在梯度层间无横向贯穿裂纹 ,克服了传统陶瓷 展开更多
关键词 功能梯度材料 热冲击 疲劳 氧化锆陶瓷 金属 复合材料
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承受热冲击的大口径机枪枪管的热效应分析 被引量:10
14
作者 吴永海 徐诚 +1 位作者 李峰 范钦满 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-5,共5页
根据热弹性理论,考虑枪管承受对流、传导和热辐射的情况,使用有限元法,计算了带有Cr镀层的某大口径机枪枪管在单个和连续热冲击下的瞬态温度及瞬态热应力,分析了其沿轴向和径向的分布规律,并评价了热冲击对于强度的影响,计算结果得到了... 根据热弹性理论,考虑枪管承受对流、传导和热辐射的情况,使用有限元法,计算了带有Cr镀层的某大口径机枪枪管在单个和连续热冲击下的瞬态温度及瞬态热应力,分析了其沿轴向和径向的分布规律,并评价了热冲击对于强度的影响,计算结果得到了实验数据的验证。研究表明:(1)热冲击具有明显的薄层效应;(2)热冲击引起的内膛表面温度响应和VonMises应力响应呈脉冲状;(3)热负荷产生的热应力明显高于膛压产生的应力。 展开更多
关键词 热冲击 枪管 温度场 应力
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等离子喷涂ZrO_2热障涂层的热冲击性能 被引量:12
15
作者 张红松 王富耻 +3 位作者 马壮 王全胜 冼文锋 成志芳 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期86-88,92,共4页
利用ANSYS软件对铝、镍基体等离子喷涂ZrO2热障涂层在热冲击过程中的应力分布进行了数值模拟,并比较了不同金属基体对涂层热冲击行为的影响。结果表明:热冲击过程中产生的径向热应力最终导致涂层中垂直裂纹的出现,镍基体涂层的热冲击性... 利用ANSYS软件对铝、镍基体等离子喷涂ZrO2热障涂层在热冲击过程中的应力分布进行了数值模拟,并比较了不同金属基体对涂层热冲击行为的影响。结果表明:热冲击过程中产生的径向热应力最终导致涂层中垂直裂纹的出现,镍基体涂层的热冲击性能优于铝基体,有限元计算结果与试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 等离子喷涂 有限元 热冲击
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JOB-9003炸药热冲击损伤的超声波检测 被引量:12
16
作者 张伟斌 田勇 +1 位作者 温茂萍 郝莹 《含能材料》 EI CAS CSCD 2004年第2期85-88,共4页
观察了JOB 9003炸药在水浴法热冲击试验中发生的损伤及变化过程,研究了超声特性参数(增益)与炸药热冲击损伤因子的关系,曲线关系预示出炸药存在预损伤。研究结果表明超声波检测技术及装置适合于JOB 9003炸药热冲击损伤及其演变的实验测... 观察了JOB 9003炸药在水浴法热冲击试验中发生的损伤及变化过程,研究了超声特性参数(增益)与炸药热冲击损伤因子的关系,曲线关系预示出炸药存在预损伤。研究结果表明超声波检测技术及装置适合于JOB 9003炸药热冲击损伤及其演变的实验测试,可为研究炸药在外载条件下的动态响应提供一项新的实验技术。 展开更多
关键词 声学 JOB-9003炸药 热冲击 损伤 超声波检测 复合材料
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Ti(C,N)基金属陶瓷的抗热冲击性能 被引量:10
17
作者 刘宁 徐根应 +4 位作者 许育东 李健 崔昆 胡镇华 熊惟皓 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期136-140,共5页
对Ti(C,N)基金属陶瓷的热冲击性能进行了研究。结果表明,热冲击图(σrb-t图)存在一个突变点,即当t>400℃时,σrb急剧下降。扫描电镜观察表明,试样表面存在裂纹,在试样的亚表层下存在孔洞。从而探讨了微孔洞的... 对Ti(C,N)基金属陶瓷的热冲击性能进行了研究。结果表明,热冲击图(σrb-t图)存在一个突变点,即当t>400℃时,σrb急剧下降。扫描电镜观察表明,试样表面存在裂纹,在试样的亚表层下存在孔洞。从而探讨了微孔洞的形成机理。 展开更多
关键词 Ti(C N)基 金属陶瓷 热冲击性能 微孔洞
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摩擦热冲击问题的建模、仿真与振动特性分析 被引量:14
18
作者 杨建刚 黄葆华 高伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第6期68-73,共6页
摩擦是大型汽轮机发电机组常见故障。在摩擦力的作用下,摩擦面温度分布变得不均匀,转子会因此而产生热弯曲,导致异常振动。文章对该问题进行了深入研究,建立了摩擦热冲击问题的数学模型,结合实际汽轮发电机组仿真了不同情况下摩擦... 摩擦是大型汽轮机发电机组常见故障。在摩擦力的作用下,摩擦面温度分布变得不均匀,转子会因此而产生热弯曲,导致异常振动。文章对该问题进行了深入研究,建立了摩擦热冲击问题的数学模型,结合实际汽轮发电机组仿真了不同情况下摩擦面温度分布和热弯曲情况,分析了摩擦热冲击作用对机组振动的影响,得出了一些有用结论。 展开更多
关键词 汽轮发电机组 摩擦热冲击 建模 仿真 振动 故障
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基于RCC-M规范快速计算管道热冲击应力的探讨 被引量:10
19
作者 陈明亚 余伟炜 +5 位作者 薛飞 高红波 孙兴悦 石守稳 陈旭 师金华 《压力容器》 北大核心 2019年第10期16-21,共6页
对管道热冲击应力快速计算方法和核一级设备设计规范(对比RCC-M规范和ASME规范)中管道壁厚径向线性温度分布引起应力分类方法展开研究,探讨了核电厂在线疲劳监测系统中快速、精确计算管道热疲劳应力的方法。以核电厂某典型的管道T型接... 对管道热冲击应力快速计算方法和核一级设备设计规范(对比RCC-M规范和ASME规范)中管道壁厚径向线性温度分布引起应力分类方法展开研究,探讨了核电厂在线疲劳监测系统中快速、精确计算管道热疲劳应力的方法。以核电厂某典型的管道T型接头为分析对象,分析了基于格林函数快速计算管道热冲击应力响应方法的有效性。研究结果表明,参考瞬态下,格林函数计算结果与有限元数值仿真结果偏差在0.5%范围之内,基于格林函数快速计算管道热冲击应力具有较高的可靠性;参考分析瞬态下径向线性温度分布引起管道轴向最大应力值占设计规范限制3Sm的7.03%,相比ASME规范的设计要求,RCC-M规范的分析准则存在不必要的保守性。 展开更多
关键词 管道 热冲击 应力分类 格林函数
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电子束焊接热冲击对GH4133A的微裂纹损伤研究 被引量:6
20
作者 张海泉 张彦华 +2 位作者 李刘合 张行安 马翔生 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期36-39,共4页
电子束焊接是一个复杂的强瞬态的热冲击过程 ,包括发生在表层的热过程和发生在一定深度的应力波与材料的交互作用。本文基于电子束焊接热冲击效应分析了高温合金电子束焊接接头热影响区的微裂纹形成原因 ,研究了微裂纹损伤对 GH4133A电... 电子束焊接是一个复杂的强瞬态的热冲击过程 ,包括发生在表层的热过程和发生在一定深度的应力波与材料的交互作用。本文基于电子束焊接热冲击效应分析了高温合金电子束焊接接头热影响区的微裂纹形成原因 ,研究了微裂纹损伤对 GH4133A电子束接头高温力学性能的影响。结果表明 ,热冲击是高温合金电子束焊接热影响区的微裂纹损伤的主要原因 。 展开更多
关键词 热冲击 影响区微裂纹 损伤效应 电子束焊接 GH4133A
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