15CrMoR鋼焦炭塔疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展的預(yù)測分析.pdf

1、暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文題名（中英對照）：15CrM鋼焦炭塔疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展的預(yù)測分析FatigueCrackInitiationPropagationPredictionOf15CrMCokeDrums作者姓名：李偉指導(dǎo)教師姓名及學(xué)位、職稱：王璠博士教授學(xué)科、專業(yè)名稱：工學(xué)工程力學(xué)學(xué)位類型：學(xué)術(shù)性學(xué)位論文提交日期：2016年4月28日論文答辯日期：2016年6月4日答辯委員會主席：論文評閱人：學(xué)位授予單位和日期：暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘

2、要焦炭塔是煉油工業(yè)中延遲焦化的關(guān)鍵設(shè)備。由于工況惡劣，焦炭塔服役一定年限后容易出現(xiàn)疲勞裂紋萌生，任由裂紋擴(kuò)展將導(dǎo)致停產(chǎn)，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，對焦炭塔疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展進(jìn)行預(yù)測分析，有其實(shí)際的工程意義。以廣石化焦化二塔為研究對象，利用ANSYS有限元軟件對其循環(huán)過程中的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行數(shù)值模擬。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)應(yīng)力較大值出現(xiàn)在裙座與筒體連接處或焊縫處。由于疲勞裂紋通常萌生于高應(yīng)力處，因此將裙座與筒體連接處以及焊縫處作為焦炭塔裂紋萌

3、生與擴(kuò)展的監(jiān)測部位。對于焦炭塔疲勞裂紋萌生的預(yù)測，首先根據(jù)MansonCoffin方程，通過低周疲勞試驗(yàn)獲得材料的疲勞性能參數(shù)：疲勞強(qiáng)度系數(shù)f??、疲勞強(qiáng)度指數(shù)b、疲勞延性系數(shù)f??及疲勞延性指數(shù)c。接著采用最大、最小及平均循環(huán)應(yīng)變幅進(jìn)行預(yù)測。由于焦炭塔各個(gè)循環(huán)應(yīng)力不盡相同，預(yù)測結(jié)果不能反映焦炭塔的真實(shí)情況。最后，基于Miner累積損傷理論，采用多個(gè)循環(huán)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對疲勞裂紋萌生進(jìn)行預(yù)測，獲得較理想的結(jié)果。對于焦炭塔疲勞裂紋擴(kuò)展的預(yù)測，以