發(fā)布時間：2017-10-11 13:39

  本文關(guān)鍵詞：15CrMoR鋼焦炭塔疲勞裂紋萌生與擴展的預(yù)測分析

  更多相關(guān)文章： 焦炭塔 裂紋萌生 裂紋擴展 Miner累積損傷理論

【摘要】：焦炭塔是煉油工業(yè)中延遲焦化的關(guān)鍵設(shè)備。由于工況惡劣,焦炭塔服役一定年限后容易出現(xiàn)疲勞裂紋萌生,任由裂紋擴展將導(dǎo)致停產(chǎn),甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此,對焦炭塔疲勞裂紋萌生和擴展進行預(yù)測分析,有其實際的工程意義。以廣石化焦化二塔為研究對象,利用ANSYS有限元軟件對其循環(huán)過程中的溫度場和應(yīng)力場進行數(shù)值模擬。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)應(yīng)力較大值出現(xiàn)在裙座與筒體連接處或焊縫處。由于疲勞裂紋通常萌生于高應(yīng)力處,因此將裙座與筒體連接處以及焊縫處作為焦炭塔裂紋萌生與擴展的監(jiān)測部位。對于焦炭塔疲勞裂紋萌生的預(yù)測,首先根據(jù)Manson-Coffin方程,通過低周疲勞試驗獲得材料的疲勞性能參數(shù):疲勞強度系數(shù)f??、疲勞強度指數(shù)b、疲勞延性系數(shù)f??及疲勞延性指數(shù)c。接著采用最大、最小及平均循環(huán)應(yīng)變幅進行預(yù)測。由于焦炭塔各個循環(huán)應(yīng)力不盡相同,預(yù)測結(jié)果不能反映焦炭塔的真實情況。最后,基于Miner累積損傷理論,采用多個循環(huán)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對疲勞裂紋萌生進行預(yù)測,獲得較理想的結(jié)果。對于焦炭塔疲勞裂紋擴展的預(yù)測,以Paris公式為基礎(chǔ),通過試驗測得裂紋擴展參數(shù)C、m。接著基于Miner累積損傷理論,采用了實測的多個循環(huán)的應(yīng)變數(shù)據(jù),對一定尺寸的初始裂紋進行擴展預(yù)測。然后,采用蒙特卡羅方法對疲勞裂紋擴展進行概率意義下的預(yù)測,并將兩者結(jié)果進行了對比。
【關(guān)鍵詞】：焦炭塔 裂紋萌生 裂紋擴展 Miner累積損傷理論
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE962
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 焦炭塔的概述7-8
• 1.2 疲勞裂紋8-10
• 1.2.1 疲勞的定義8-9
• 1.2.2 疲勞裂紋的萌生與擴展的機理9-10
• 1.2.3 疲勞壽命10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 研究的背景和意義12-13
• 1.5 本論文的研究內(nèi)容13-15
• 第二章 焦炭塔運行過程中溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 焦炭塔的操作流程15-17
• 2.3 溫度場及應(yīng)力場數(shù)值模擬分析17-28
• 2.3.1 耦合場分析概述17
• 2.3.2 模型的建立17-21
• 2.3.3 加載求解溫度場及應(yīng)力場21-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 焦炭塔疲勞裂紋萌生的預(yù)測分析29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 應(yīng)變-壽命法29-32
• 3.3 疲勞性能參數(shù)的測試32-36
• 3.3.1 試樣制備與試驗方法32-33
• 3.3.2 試驗數(shù)據(jù)處理33-36
• 3.4 裂紋萌生預(yù)測36-41
• 3.4.1 單個循環(huán)載荷下裂紋萌生的預(yù)測36-38
• 3.4.2 Miner線性累積損傷理論38-39
• 3.4.3 相對Miner理論39
• 3.4.4 多個循環(huán)載荷下裂紋萌生的預(yù)測39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 焦炭塔疲勞裂紋擴展的預(yù)測分析42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 Paris公式42-45
• 4.3 裂紋擴展試驗45-50
• 4.3.1 試樣制備和試驗方法45-47
• 4.3.2 試驗數(shù)據(jù)處理47-49
• 4.3.3 蒙特卡羅方法修正疲勞裂紋擴展參數(shù)49-50
• 4.4 裂紋擴展預(yù)測分析50-55
• 4.4.1 單個循環(huán)載荷下裂紋擴展的預(yù)測51-52
• 4.4.2 多個循環(huán)載荷下裂紋擴展的預(yù)測52-53
• 4.4.3 概率意義下的裂紋擴展的預(yù)測53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程先步;焦炭塔缺陷分析及防范措施[J];石油化工設(shè)備技術(shù);2002年03期

2 張述旺,葛小平,初宜軍;焦炭塔上部殼體修復(fù)[J];石油化工設(shè)備技術(shù);2003年03期

3 潘文江;;框架內(nèi)的焦炭塔頂部更換吊裝[J];石油工程建設(shè);2007年04期

4 張維忠;;焦炭塔選材與受力數(shù)學(xué)模型研究及工業(yè)應(yīng)用通過技術(shù)鑒定[J];石油化工設(shè)備技術(shù);2007年05期

5 楊升波;;焦炭塔頂部更換吊裝難點及對策[J];施工技術(shù);2008年08期

6 程茂;葉宇峰;鐘豐平;;大型焦炭塔鼓脹變形的分析和測量[J];壓力容器;2008年09期

7 陳曉玲;段滋華;李多民;;國內(nèi)外焦炭塔的研究現(xiàn)狀及其進展[J];化工機械;2009年01期

8 季偉明;;焦炭塔建造技術(shù)的探討[J];壓力容器;2009年11期

9 江學(xué)俊;;大型焦炭塔的設(shè)計[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2010年07期

10 劉星;宋翠娥;;延遲焦化裝置焦炭塔選材[J];煉油技術(shù)與工程;2010年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 季偉明;;焦炭塔建造技術(shù)的探討[A];壓力容器先進技術(shù)——第七屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 陳孫藝;;焦炭塔塔壁二維瞬態(tài)溫度場有限元計算分析[A];新世紀(jì) 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

3 王t，

本文編號：1012839