基于晶体塑性理论的P91钢高温低周疲劳行为与裂纹萌生寿命预测研究 被引量：1

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作者 李腾飞 李东铭 +3 位作者 陈子光 郁汶山 阚前华 张旭 《力学学报》 北大核心 2025年第5期1160-1173,共14页

P91钢因其在高温环境下的优异性能,被广泛应用于关键结构部件.然而,其循环软化行为和疲劳裂纹的萌生行为尚未得到全面理解,限制了材料的可靠性设计与寿命预测.为此,提出了一种基于物理机制的晶体塑性本构模型,系统考虑了背应力演化、马... P91钢因其在高温环境下的优异性能,被广泛应用于关键结构部件.然而,其循环软化行为和疲劳裂纹的萌生行为尚未得到全面理解,限制了材料的可靠性设计与寿命预测.为此,提出了一种基于物理机制的晶体塑性本构模型,系统考虑了背应力演化、马氏体板条粗化和位错滑移/攀移机制,并对模型进行了有限元实现.模拟结果成功再现了P91钢在高温循环过程中的实验现象,验证了模型的准确性和适用性.研究表明,P91钢在高温下的循环软化行为主要源于马氏体板条粗化和位错密度下降等微观结构的恢复过程,而疲劳裂纹则倾向于在晶界或三晶交汇区域优先萌生.通过累积塑性滑移和累积能量耗散的两种疲劳指标因子(fatigue indicator parameters,FIPs)进行裂纹萌生寿命预测,结果显示,两种FIPs均表现出良好的预测能力,其预测数据点全部分布在二倍误差带内.在高应变幅值条件下,基于累积能量耗散的疲劳寿命预测精度更高,凸显其在高温疲劳行为研究中的应用潜力.本研究为深入揭示P91钢的循环塑性行为及疲劳裂纹萌生规律提供了科学依据,也为高温材料的可靠性设计提供了方法框架. 展开更多

关键词 P91钢 晶体塑性理论 循环软化 马氏体板条粗化 寿命预测

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核电用现场金相双模态酸膏腐蚀性能技术及其应用

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作者 段志伟 刘盛波 +2 位作者 敬仕煜 刘素红 镇乐 《压力容器》 北大核心 2025年第5期79-84,共6页

针对核电装备现场金相检测中传统液态腐蚀剂带来的安全隐患及设备污染问题,开发了双模态酸膏腐蚀技术。该技术包括电解腐蚀酸膏与敷料腐蚀酸膏,分别适用于不锈钢、镍基材质(电解腐蚀酸膏)和碳钢、合金钢材质(敷料腐蚀酸膏)。通过引入膨... 针对核电装备现场金相检测中传统液态腐蚀剂带来的安全隐患及设备污染问题,开发了双模态酸膏腐蚀技术。该技术包括电解腐蚀酸膏与敷料腐蚀酸膏,分别适用于不锈钢、镍基材质(电解腐蚀酸膏)和碳钢、合金钢材质(敷料腐蚀酸膏)。通过引入膨润土载体,实现了腐蚀剂的膏状固化,显著提高了操作安全性和环保性。试验结果表明,使用新型腐蚀酸膏后,工件表面清洁度高,无酸液残留,腐蚀效果理想,例如不锈钢(SA-240 MTP316LN)和碳钢(SA-508M)材质的腐蚀面组织形貌清晰,晶界完整。研究证实,双模态酸膏腐蚀技术兼具高效刻蚀、易清洁和无污染特性,填补了核电在役原位检测领域的技术空白,对提升核电装备检测效率与安全性具有重要意义。 展开更多

关键词 双模态酸膏 现场金相 液态腐蚀剂 安全环保

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用于高放射性废物处理陶瓷固化体的研究进展

3

作者 卫紫君 孙世宽 +4 位作者 司卫征 张立殷 唐健豪 曾俊焘 黄语嘉 《核科学与工程》 北大核心 2025年第1期185-194,共10页

陶瓷固化体具有良好的耐久性,其稳定性对于高放射性废物中一些特定的锕系元素具有独特的优势。从材料学的角度,介绍了陶瓷固化高放射性废物的机理,综述了陶瓷固化体近年来的研究进展。重点研究方向包括:以提高高放射废物负载量为目标,... 陶瓷固化体具有良好的耐久性,其稳定性对于高放射性废物中一些特定的锕系元素具有独特的优势。从材料学的角度,介绍了陶瓷固化高放射性废物的机理,综述了陶瓷固化体近年来的研究进展。重点研究方向包括:以提高高放射废物负载量为目标,研究陶瓷固化体对核素的承载能力;最大化陶瓷固化体的致密度,研究陶瓷的致密化机理;研究陶瓷在抗辐射和化学稳定性,提供陶瓷固化体安全评价方法。最后,对陶瓷固化体今后的研究发展方向做了展望。 展开更多

关键词 陶瓷固化体 高放射性废物 载荷率 稳定性

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液压拉伸螺柱伸长量计算的有限元分析与试验研究 被引量：3

4

作者 蒋祖威 熊跃兴 +2 位作者 雷家维 郑焕 李萌 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2021年第4期32-36,45,共6页

液压拉伸螺柱的预紧力一般是通过拉伸伸长量来表征,但目前在实际操作过程中缺乏螺柱拉伸量精细计算模型及绝对伸长量与残余伸长量之间关系研究,很难通过螺柱拉伸伸长量精细计算并预设来得到目标伸长量。对螺柱拉伸原理进行了分析,结合... 液压拉伸螺柱的预紧力一般是通过拉伸伸长量来表征,但目前在实际操作过程中缺乏螺柱拉伸量精细计算模型及绝对伸长量与残余伸长量之间关系研究,很难通过螺柱拉伸伸长量精细计算并预设来得到目标伸长量。对螺柱拉伸原理进行了分析,结合螺柱拉伸试验和ABAQUS有限元分析,建立和完善了螺柱拉伸计算模型,模型计算结果、拉伸试验数据和有限元分析结果吻合性好。研究表明,绝对伸长量与残余伸长量成线性比例关系;伸长量计算取决于螺柱两端螺纹有效啮合区域之间长度;由于螺纹螺牙回弹变形等缘故,实际操作预设伸长量需考虑荷载损失情况。 展开更多

关键词 拉伸螺柱 伸长量计算 螺柱拉伸试验 有限元分析

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ITER包层屏蔽块全尺寸原型件的设计与关键制造技术的研发 被引量：2

5

作者 康伟山 谌继明 +7 位作者 吴继红 陈耀茂 侯少毅 刘浩然 郭时玲 李玲 邓智勇 吴海标 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期35-40,共6页

ITER包层屏蔽块全尺寸原型件应基于当前的设计方案,满足其物理功能,并符合包层界面的设计要求。另外,在屏蔽块全尺寸原型件的设计中,还要充分考虑关键制造技术的研发结果,例如深孔钻、TIG焊接、NDT检测等技术,这些关键制造技术的研发结... ITER包层屏蔽块全尺寸原型件应基于当前的设计方案,满足其物理功能,并符合包层界面的设计要求。另外,在屏蔽块全尺寸原型件的设计中,还要充分考虑关键制造技术的研发结果,例如深孔钻、TIG焊接、NDT检测等技术,这些关键制造技术的研发结果,为设计提供了技术保障。该全尺寸原型件的顺利完成并通过ITER相应认证程序,是中方签署采购的必由环节,也为今后完成采购包奠定了基础。 展开更多

关键词 ITER 包层 屏蔽块 设计 原型件

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焊接方法对316LN奥氏体不锈钢焊缝金属低温韧性的影响 被引量：2

6

作者 孙振超 李鹏远 +4 位作者 侯炳林 杨小杰 束润涛 杨鹏 许丹 《热加工工艺》 北大核心 2020年第11期25-29,共5页

采用手工TIG焊、手工MAG焊及窄间隙自动TIG焊分别对超导聚变堆用316LN奥氏体不锈钢进行焊接试验,并在液氮温度下进行夏比冲击试验。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等研究了接头微观组织及夹杂物对奥氏体不锈钢焊缝... 采用手工TIG焊、手工MAG焊及窄间隙自动TIG焊分别对超导聚变堆用316LN奥氏体不锈钢进行焊接试验,并在液氮温度下进行夏比冲击试验。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等研究了接头微观组织及夹杂物对奥氏体不锈钢焊缝金属低温韧性的影响。结果表明,两种TIG焊焊缝金属77K冲击韧性均达到100J以上,满足超导聚变堆设计要求。手工MAG焊焊缝金属77 K冲击韧性不到80 J,未能达到要求,其焊缝中具有方向性的粗大柱状晶及Si O2等硬脆夹杂物的大量析出导致手工MAG焊焊缝金属低温韧性最低。窄间隙自动TIG焊微观组织为大量胞状晶,气体保护效果好,夹杂物少,且母材中含量较高的S元素形成高塑性的MnS包裹在硬脆夹杂物上,其低温冲击韧性最好。手工TIG焊焊缝微观组织较手工MAG焊要好,但气体保护效果比窄间隙自动TIG焊要差,夹杂物较多,其低温韧性介于二者之间。 展开更多

关键词 316LN 焊缝金属 低温韧性 柱状晶 夹杂物

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燃煤锅炉低NOx改造后减温水增加的原因分析及优化改进 被引量：3

7

作者 林正春 杨要武 +2 位作者 刘启全 施宁宁 范卫东 《锅炉技术》 北大核心 2020年第2期64-67,共4页

针对某350 MW亚临界燃煤锅炉在实施低氮改造后出现减温水偏大的问题进行了分析。针对燃烧器一次风/粉偏差大、一、二次风混合不及时等问题,完成了对燃烧器本体结构的优化改进工作,并通过数值模拟手段对改进方案实施了验证。最终实炉改... 针对某350 MW亚临界燃煤锅炉在实施低氮改造后出现减温水偏大的问题进行了分析。针对燃烧器一次风/粉偏差大、一、二次风混合不及时等问题,完成了对燃烧器本体结构的优化改进工作,并通过数值模拟手段对改进方案实施了验证。最终实炉改造的工作获得了预期的效果。 展开更多

关键词 煤粉锅炉 旋流燃烧 脱硝改造

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激光切割机结构优化及几何精度分析研究 被引量：7

8

作者 司卫征 陈敏 +2 位作者 刘建华 朱应彬 龚旭 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第3期107-113,共7页

以加工幅面为720 mm×600 mm的激光切割机为研究对象,利用有限元方法对其进行整体结构刚度分析;建立激光切割机几何误差模型,结合激光干涉仪测试切割机动、静态下激光切割机导轨直线度、角度误差及运动速度等数据,对其几何精度和定... 以加工幅面为720 mm×600 mm的激光切割机为研究对象,利用有限元方法对其进行整体结构刚度分析;建立激光切割机几何误差模型,结合激光干涉仪测试切割机动、静态下激光切割机导轨直线度、角度误差及运动速度等数据,对其几何精度和定位精度进行了分析研究。研究结果表明:利用有限元对切割机进行的结构优化改进,可有效减小激光切割机龙门机架两端形变差距、提高激光切割机的框架刚度;激光切割机导轨直线度误差和角度误差对切割精度影响较大,动态场景下导轨的直线度大于静态导轨的直线度,移动速度、辅助气压对激光切割机导轨的直线度精度影响不大,通过改进结构设计和装配工艺,可提高激光切割机的几何精度、切割精度和定位精度。 展开更多

关键词 有限元 激光干涉仪 激光切割机 移动速度 几何精度

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冷却剂泵壳与蒸汽发生器焊接过程数值模拟 被引量：6

9

作者 邹杰 何冰 +2 位作者 江国焱 黎振龙 吴新丽 《压力容器》 北大核心 2018年第10期37-43,共7页

为了解决核反应堆冷却剂泵(RCP)泵壳与蒸汽发生器(SG)焊接的变形超差问题以及减少焊接过程缺陷的产生,基于Sysweld焊接有限元模拟软件对RCP泵壳与SG产品模拟件焊接过程进行了模拟分析,获得了模拟焊接变形数据,同时采用1∶1模拟焊接件对... 为了解决核反应堆冷却剂泵(RCP)泵壳与蒸汽发生器(SG)焊接的变形超差问题以及减少焊接过程缺陷的产生,基于Sysweld焊接有限元模拟软件对RCP泵壳与SG产品模拟件焊接过程进行了模拟分析,获得了模拟焊接变形数据,同时采用1∶1模拟焊接件对模拟分析结果进行验证,确保模拟结果的准确性,并且通过有限元分析手段获得了焊接后残余应力以及热裂纹敏感区域的分布情况。结果表明,通过Sysweld软件对RCP泵壳与蒸汽发生器产品的焊接过程进行模拟,可获得较为准确的变形数据;焊接后模拟件外表面焊缝区域会产生塌陷,在工艺上需预留合适的机加焊接余量,或者在完成对接后对该区域进行尺寸还原补焊。对接后,镍基隔离层热裂纹敏感性最大,在实际焊接过程中应重点控制该区域的高温停留时间以及杂质元素含量。焊缝(包括部分热影响区)以及内外表面靠近焊缝区域(包含焊缝)残余切应力较大,后续承载工作压力时相对更加危险、薄弱,其抗应力腐蚀能力也相应降低,实际工况中应给予重点关注。 展开更多

关键词 异种金属 焊接变形 热裂纹 残余应力

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AP1000核电站余热排出热交换器的抗震性能分析 被引量：6

10

作者 周丹 《压力容器》 北大核心 2011年第4期23-27,共5页

建立了核电站余热排出热交换器的动力模型,通过管梁单元、集中质量单元、弹簧单元及刚性梁连接单元等较准确地模拟了设备结构的动力特征,同时通过等效密度的修正考虑了液体及水动力附加质量的影响。通过反应谱动力分析和等效静力分析方... 建立了核电站余热排出热交换器的动力模型,通过管梁单元、集中质量单元、弹簧单元及刚性梁连接单元等较准确地模拟了设备结构的动力特征,同时通过等效密度的修正考虑了液体及水动力附加质量的影响。通过反应谱动力分析和等效静力分析方法相结合,综合考虑了低阶模态的动态反应和高阶模态的静态反应,得到了安全停堆地震(SSE)工况下结构内的最大应力、支撑处的最大作用反力,以及各组件接口传递的力和力矩。结果表明,该热交换器在SSE地震事故下,仍能保证结构边界的完整性和结构强度的安全性,具有较好的安全裕度。 展开更多

关键词 余热排出热交换器 反应谱方法 安全停堆地震 模态分析

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MSR管子管板封口焊 被引量：3

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作者 梁宇 杨云 邹杰 《压力容器》 北大核心 2009年第9期59-62,58,共5页

通过对MSR管子管板封口焊的研究,介绍了焊接工艺设计与试验过程。自动钨极氩弧焊在管子管板封口焊缝的成功运用,改善了焊接质量,提高了工作效率。

关键词 MSR 管板 换热管 封口焊

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压力容器设计中开孔补强设计的应用及实践 被引量：2

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作者 冯浩 《南方农机》 2015年第11期73-74,共2页

在工业生产中,压力容器的使用范围较广,其常被用于承载一些有毒有害且具有较强腐蚀性的介质,如果容器本身的强度不足,则会使其安全性降低。为了确保压力容器的使用安全,应当在容器开孔之后,采取有效的方法对其进行补强。基于此点,本文... 在工业生产中,压力容器的使用范围较广,其常被用于承载一些有毒有害且具有较强腐蚀性的介质,如果容器本身的强度不足,则会使其安全性降低。为了确保压力容器的使用安全,应当在容器开孔之后,采取有效的方法对其进行补强。基于此点,本文就压力容器设计中开孔补强设计的应用及实践思路进行探讨。 展开更多

关键词 压力容器 开孔补强 简化计算方法

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CODAP标准疲劳分析方法及其与JB4732—1995分析对比

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作者 侯少毅 李东铭 《化工设备与管道》 CAS 2015年第4期5-8,共4页

重点介绍了法国压力容器设计标准——CODAP标准中的疲劳寿命详细分析法,剖析了其分析流程、循环计数方法及要点,有助于理解和掌握CODAP标准;同时将其与我国JB 4732—1995标准中的疲劳分析方法进行了分析对比,对其主要差异进行了讨论,指... 重点介绍了法国压力容器设计标准——CODAP标准中的疲劳寿命详细分析法,剖析了其分析流程、循环计数方法及要点,有助于理解和掌握CODAP标准;同时将其与我国JB 4732—1995标准中的疲劳分析方法进行了分析对比,对其主要差异进行了讨论,指出了CODAP标准的先进性。 展开更多

关键词 CODAP标准 疲劳分析 标准对比

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