核电汽轮机低压焊接转子热处理残余应力的数值分析.pdf

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1、第34卷第l期动力工程学报Vo】．34No．12014年1月JournalofChineseSocietyofPowerEngineeringJan．2014文章编号：1674—7607(2014)01—0019—06中图分类号：TK263文献标志码：A学科分类号：470．30核电汽轮机低压焊接转子热处理残余应力的数值分析喻超1，王炜哲1，陈钢2，蒋浦宁2(1．上海交通大学机械与动力工程学院，动力机械与工程教育部重点实验室，上海200240；2．上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，上海200240)摘要：利用ABAQUS建立了大型核电低压转子焊接轴对称有限元模型，基于ABAQ

2、US子程序DFLUX编制了焊接热源模型，实现了焊接过程的数值模拟，并通过计算分析获得焊缝区域的残余应力分布规律，探讨了热处理对焊接残余应力分布规律的影响．结果表明：焊接残余应力分布局限于焊缝及其影响区，总体上关于焊缝对称分布，对转子其他部位应力分布未产生影响；热处理后，转子外表面上焊缝无双向拉伸的应力状态，残余高应力分布于焊缝中部位置；热处理工艺对降低焊缝残余应力峰值及应力梯度效果显著．关键词：核电汽轮机；焊接转子；热源模型；热处理；残余应力；有限元InfluenceofHeatTreatmentonResiduaIStressinLPWeldedRotorofNuclearS

3、teamTurbinesYUCha01，WANGWeizhel，CHENGang2。JIANGPuning2(1．KeyLaboratoryforPowerMachineryandEngineeringofMinistryofEducation，SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；2．ShanghaiTurbinePlant，ShanghaiElectricPowerGenerationEquipmentCo．，Ltd．，Shanghai200240，Chin

4、a)Abstract：AnaxisymmetricfiniteelementmodelforI。Pweldedrotorof1argenuclearsteamturbinewases—tablishedusingcommercialpackageABAQUS，whileaweldingbeatsourcemodelsetupwithDFLUXsubroutineinABAQUS，basedonwhichnumericalsimulationswereperformedtotheweldingprocess，andsubsequentlyrelevantcalculationan

5、danalysiswerecarriedouttotheresidualstressdistributionintheweldzone，SOastoanalyzetheinfluenceofheattreatmentontheresidualstressdistribution．Resultsshowthattheweldingresidualstressliesonlyintheweldandheataffectedzone，distributingsymmetricallya—bouttheweld，withoutinfluencingthestressdistributi

6、oninotherareasofrotor；afterheattreatment，nobiaxialtensilestressisfoundontheweldsurface，andhighresidualstressdistributesalongthecenterlineoftheweld；heattreatmenthasasignificanteffectonpeakvalueandgradientoftheresidualstress．Keywords：nuclearsteamturbine；weldedrotor；heatsourcemodel；heattreatmen

7、t；residualstress；finiteelement由于大型核电低压转子直径增大导致自重增加，因此通过焊接工艺焊接较小锻件而成的焊接转收稿日期：201302—2l修订日期：2013-0613基金项目：国家自然科学基金资助项目(50906049)作者简介：喻超(1989一)，男，湖北武汉人，硕士研究生，研究方向为：高温结构的强度评估．王炜哲(通信作者)，男，副研究员，博士，电话(Tel．)：02134205986；E—mail：wangwz0214@sjtu．edu．cn．动力工程学报