基于导热正反问题耦合解法的汽包疲劳寿命分析

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5、3U.D.C:621.1ThesisfortheMasterDegreeAfatiguelifeanalysisforadrumbasedonacouplingmethodofdirectandinverseheatconductionproblemCandidate：ChenFengSupervisor：AssociateProf.LiBinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:PowerEngineering&EngineeringThermophysicsThermalEngineeringSch

6、ool：SchoolofEnergy,PowerandMechanicalEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity摘要摘要汽包是锅炉最大的高温厚壁承压部件，在启、停过程中承受着温度分布不均引起的热应力和内部压力引起的机械应力，频繁的应力变化将引起汽包的疲劳寿命损耗。因此研究汽包的疲劳寿命，对汽包疲劳寿命进行在线监测，控制启停过程中温度变化率在允许范围之内，减小疲劳寿命损耗，对提高锅炉运行的安全性、经济性具有重要意义。如何

7、在提高汽包温度场和应力场计算精度的同时又能保证较高的计算效率，是汽包寿命研究的关键。本文针对增压锅炉汽包外壁受热的特点，提出了基于导热正反问题耦合解法的汽包瞬态温度场计算方法。首先根据外壁受热与否，分区域分别采用导热正反问题求解温度，两部分交接耦合区域采用边界耦合方式，将反问题解法求得的交界温度值赋值给正问题解法作为已知边界条件，从而实现正反问题耦合，得到整个汽包的温度场。然后在此基础之上，运用有限元方法，采用平面八节点等参单元，按照平面应变问题对汽包截面的瞬态应力进行求解分析。最后，基于雨流计数法，采用Miner