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文檔簡介
1、變壓吸附器的傳統(tǒng)設計方法依據(jù)是S-N曲線,然而材料的S-N曲線都是通過無裂紋的光滑試樣測得的。鑒于變壓吸附器在制造運輸過程中容易產(chǎn)生缺陷,因此傳統(tǒng)方法并不能充分保證變壓吸附器運行過程中的可靠性和經(jīng)濟性,也不能對含有缺陷的設備進行安全評定。斷裂力學理論的快速發(fā)展和不斷完善,為含缺陷壓力容器的評定提供了科學依據(jù)。本文采用有限元方法,對某一型號的變壓吸附器完成了分析設計,并對該設備出現(xiàn)裂紋后的疲勞壽命進行了估算。本文主要的研究內(nèi)容和結(jié)論總結(jié)如
2、下:
按照變壓吸附器的設計要求,計算得到了筒體和封頭的名義厚度。依照JB-4732(2005年確認版)的規(guī)定,用計算得到的壁厚值對變壓吸附器進行了強度校核和疲勞校核,計算所得的壁厚值滿足該設備的使用要求。使用該變壓吸附器的材料Q345R進行了標準CT試樣的疲勞裂紋擴展試驗,發(fā)現(xiàn)試驗頻率分別為0.1HZ和0.2HZ時,試樣的疲勞壽命稍有差別,但擴展速率基本相同。對試樣的斷裂面進行了微觀形貌分析,能夠觀察到明顯的韌窩存在,得到了該
3、材料的疲勞斷裂屬于韌性斷裂的結(jié)論。
在不考慮焊縫金相組織的假設下,利用ABAQUS擴展有限元功能無需定義裂紋路徑即可實現(xiàn)裂紋的任意方向擴展的特點,仿真分析后發(fā)現(xiàn)裂紋出現(xiàn)在變壓吸附器中上部接管中結(jié)構(gòu)不連續(xù)處。通過在該位置以0.9mm為初始裂紋長度、1mm為間隔分別預設13組裂紋深度,分析后得到應力強度因子范圍和裂紋深度之間的關系式。在得到裂紋參數(shù)之后,以Pairs公式為基礎,計算得到變壓吸附器裂紋從初始長度擴展到臨界長度時仍有5
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