考慮相變過(guò)程的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪焊接殘余應(yīng)力分析.pdf

1、近年來(lái)，中國(guó)大力開(kāi)發(fā)水利資源，廣泛應(yīng)用大型水輪機(jī)建設(shè)大型水電機(jī)組。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)際工作轉(zhuǎn)輪的研究和分析得知，影響轉(zhuǎn)輪工作壽命的主要原因之一是在轉(zhuǎn)輪上出現(xiàn)疲勞裂紋。隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，裂紋開(kāi)始逐漸擴(kuò)展直至轉(zhuǎn)輪完全破壞。由于轉(zhuǎn)輪的葉片通常是與上冠和下環(huán)焊接而成，焊縫處通常是產(chǎn)生疲勞裂紋的主要區(qū)域。所以，要研究轉(zhuǎn)輪的工作破壞機(jī)理，必須要對(duì)其焊縫處進(jìn)行受力分析，找到裂紋萌生的原因。 本文采用三維熱彈塑性有限元理論，并考慮了金屬相變?cè)韺?duì)焊接過(guò)

2、程的影響，以大型通用有限元軟件Ansys作為計(jì)算工具，研究轉(zhuǎn)輪葉片與上冠和下環(huán)焊縫處的殘余應(yīng)力及其分布規(guī)律。為提高計(jì)算結(jié)果的精度，采用帶中間結(jié)點(diǎn)的六面體單元對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行單元?jiǎng)澐?。在焊縫處劃分為六條焊縫，共分三層疊焊，與實(shí)際情況基本符合。還須選擇較合適的本構(gòu)關(guān)系模擬不同溫度下材料的力學(xué)屬性。在得到計(jì)算結(jié)果后將其與沒(méi)有考慮相變過(guò)程的結(jié)果進(jìn)行比較，分析出相變理論對(duì)焊接過(guò)程的影響。還要將最后結(jié)果與實(shí)測(cè)值及其它文獻(xiàn)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行回火退火前后的比較，對(duì)