核电蒸汽发生器管板焊接残余应力分布规律研究

《核电蒸汽发生器管板焊接残余应力分布规律研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工程硕士学位论文核电蒸汽发生器管板焊接残余应力分布规律研究作者姓名施苏晋工程领域安全工程校内指导教师马小明副教授校外指导教师邓健教授級高工所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年1月12日StudyonDistributionLawofWeldingResidualStressofTubesheetofNuclearSteamGeneratorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ShiSujinSupervisor：AssociateProf.MaXia

2、omingProfessorateSeniorEngineerDengJianSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TQ051学校代号：10561学号：201221002983华南理工大学硕士学位论文核电蒸汽发生器管板焊接残余应力分布规律研究作者姓名：施苏晋指导教师姓名、职称：马小明副教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：安全工程论文形式：ꇶ产品研发ꇶ工程设计ꇶ应用研究ꇶ工程/项目管理ꇶ调研报告研究方向：安全监控及装备故障诊断技术论文提交日期：2015年1月12日

3、论文答辩日期：2015年3月15日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：蒋利军委员：游革新，罗小平，黄思，方江敏华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名R期：年〉月/?日学位论文版权使用授权书本学位论文作#完全了解学校有关保留、使用学

4、位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部n或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它M制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在____年解密后适用本授权书。cf不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览：同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CXKI《中国知

5、识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）曰曰期期年年X月月曰曰作荇签名//Ay/指导教师签名:摘要核电蒸汽发生器管板焊接过程产生的焊接残余应力对设备的密封性、结构强度、抗应力腐蚀等性能具有显著的削弱的作用，严重影响设备的安全运行。因此，对管板焊接残余应力的研究具有非常重要的意义。本文研究对象为核电蒸汽发生器管板堆焊层和管板传热管焊接接头附近区域，管板材质为SA508Gr.3Cl.2，焊缝以及传热管材质为Inconel690。其中，管板堆焊采用的是带极电渣堆焊，管板传热管的焊接形式为TIG内角环焊

6、接。首先，本文对管板堆焊的焊接残余应力进行了基于ANSYS的热-应力耦合分析，双椭球-椭圆柱热源模型实现了堆焊层节点1680℃的准稳态温度分布，各向残余应力在焊缝心部都为最大，平行焊缝中线的直线上中段节点残余应力高于两端，其中堆焊层纵向残余应力最大为497MPa，横向残余应力最大为319Mpa，管板纵向残余应力最大为266MPa，横向残余应力最大为151MPa，垂直焊缝中线上节点残余应力随远离心部逐渐减小。其次，采用盲孔法对管板和堆焊层试板进行钻孔应变释放测量，对试板进行去应力退火处理并进行拉伸标定试验，计算各试板的释放系数和各

7、测点的残余应力。分析可知，各向残余应力在心部最大，纵向直线上中段节点残余应力高于两端，其中堆焊层纵向残余应力最大为287MPa，横向残余应力最大为286Mpa，管板纵向残余应力最大为83MPa，横向残余应力最大为69MPa，残余应力随横向远离心部逐渐减小。焊接残余应力模拟结果与测量结果表明，测量结果虽小于数值模拟结果，但两者总结的残余应力分布规律一致，证明了数值模拟方法的有效性。最后，将数值模拟的方法应用到管板传热管焊接接头附近区域的残余应力分布规律研究中。环形移动的双椭球热源模型实现了焊缝节点1630℃的准稳态温度分布，焊接接

8、头对周围10mm以内区域产生影响，传热管内壁面与外壁面的轴向应力的分布相反。对焊接参数的进行分析比较，提出降低焊接电流和提高焊接速度以减小焊接残余应力的方案。关键词：核电蒸汽发生器管板；焊接残余应力；盲孔法；有限元法IABSTRACTSealing,struct