2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、汽輪機轉子是汽輪機的核心部件之一,長期服役條件下的轉子,受到疲勞載荷的作用,會導致裂紋的萌生并不斷擴展。為了提高轉子的可靠性和對其運行壽命進行較為精確的預測。有必要對轉子材料的裂紋擴展行為進行研究,找到裂紋擴展的規(guī)律。本文以汽輪機轉子鋼30Cr1Mo1V為研究對象,利用有限元法研究其疲勞裂紋擴展特征。
   應力強度因子是斷裂力學中重要的參數(shù),通過采用20節(jié)點SOLID186退化奇異單元,利用ANSYS軟件,對一定尺寸的緊湊拉伸

2、(CT)試樣裂紋進行分析,得出30Cr1Mo1V轉子鋼裂紋尖端KⅠ隨裂紋長度和載荷水平改變時的變化規(guī)律。采用類似的有限元建模方法,分析不同裂紋長度下,三點彎曲試樣裂紋尖端的應力強度因子。
   利用FRANC2D軟件,對不同偏移距的三點彎曲試樣Ⅰ-Ⅱ復合型裂紋進行分析,得到裂紋擴展過程中應力應變的分布情況以及擴展路徑變化。通過提取裂紋尖端的KⅠ和KⅡ的值,對裂紋擴展角進行詳細計算。裂紋擴展過程中的大致趨勢是:裂紋先是偏向于支撐距

3、離較大的一側方向發(fā)展,然后又向中線方向靠攏;首先表現(xiàn)出Ⅰ-Ⅱ復合型裂紋的擴展行為,隨著裂紋的繼續(xù)擴展,呈現(xiàn)出Ⅰ型裂紋的擴展行為。
   分析了裂紋擴展速率的影響因素,在Ⅰ-Ⅱ復合型裂紋擴展路徑有限元仿真的基礎上,利用計算結果,采用Paris公式,得到疲勞裂紋擴展速率與循環(huán)周次,繪制疲勞裂紋擴展速率和循環(huán)周次隨裂紋長度的變化曲線,結果表明:隨著裂紋偏移距增大,裂紋擴展速率變慢,擴展到同一長度時的載荷循環(huán)周次越大,表明疲勞壽命越大,

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