汽轮机螺栓松弛对汽缸蠕变强度的影响.pdf

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1、第33卷第2期动力工程学报V01．33No．22013年2月JournalofChineseSocietyofPowerEngineeringFeb．2013文章编号：1674—7607(2013)02—0107—05中图分类号：TK263文献标志码：A学科分类号：470．30汽轮机螺栓松弛对汽缸蠕变强度的影响毛剑峰1，王炜哲1‘2，张军辉3，陈汉平1(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．上海交通大学机械与动力工程学院．机械系统与振动国家重点实验室，上海200240；3．上海电气电站设备有限公司汽轮机厂，上海20024

2、0)摘要：采用有限元方法进行了螺栓松弛效应作用下汽缸2x105h的蠕变计算，分析和比较了考虑和未考虑螺栓松弛2种情况下的最大主应变、Mises应力以及汽缸蠕变损伤随时间的变化规律．结果表明：不考虑螺栓松弛的影响时，会导致蠕变损伤变小，结果偏于保守；螺栓松弛效应与几何位置密切相关，靠近螺栓孔的位置受到强烈的螺栓松弛补偿，而远离螺栓孔的位置螺栓松弛的补偿效果有限．关键词：汽轮机；应力松弛；蠕变强度；汽缸；螺栓；损伤InfluenceofBoltRelaxationonCreepStrengthofTurbineCasingsMAOJian—fen91。WANGWei—zhel

3、’2，ZHANGJun—hui3，CHENHan—pin91(1．MOE'sKeyLaboratoryforPowerMachineryandEngineering，SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；2．StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration，SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China

4、；3．ShanghaiTurbinePlant，ShanghaiElectricPowerGenerationEquipmentCo．，Ltd．，Shanghai200240，China)Abstract：The2X10jhcreepdamagecalculationwasconductedforaturbinecasingundertheactionofboltrelaxationusingfiniteelementmethod，SOastoanalyzeandcomparethelawsgoverningthevariationofcorrespondingmaxim

5、umprincipalstrain。Misesstressandcasingcreepdamagewithtime，undercondi—tionswithandwithoutconsiderationofboltrelaxation．Resultsshowthatifnotconsideringboltrelaxa—tion，thecreepdamagewillbeunderrated，andtheresultwillberelativelyconservative．Theeffectofboltrelaxationistightlyrelatedtothegeomet

6、ricposition，thecloserthedistancetothebolthole，thestrongerthecompensationeffectwillbe．Keywords：steamturbine；stressrelaxation；creepstrength；turbinecasing；bolt；damage汽轮机上下汽缸往往通过高温法兰和螺栓进行连接，并在初始装配中，施加螺栓一定预紧力产生弹性变形，以保证汽缸的紧密性．然而，随着蒸汽温度参数的提高，螺栓及汽缸的高温蠕变特性会导致螺栓应力松弛，从而严重影响汽缸的紧密性．因此，研究螺栓在长期高温环境中的应力松

7、弛特性，对汽缸收稿日期：2012一06一oj修订日期：2012-07—05基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．50906049)；教育部重点实验室基金资助项目(No．309012)作者简介：毛剑峰(1983)，男，浙江江山人，博士生，研究方向为：叶轮机械流固耦合与高温强度．王炜哲(通信作者)，男，副研究员，电话(Tel．)：02卜34205986；E—mail：wangwz0214@s；jttl．edu．cn．动力工程学报第33卷的紧密性具有重要意义．国内外学者针对螺栓高温特性开展了大量研究．常温下，螺栓预紧力可根据密封