莫来石陶瓷蓄热材料的热震断裂特性研究

《莫来石陶瓷蓄热材料的热震断裂特性研究》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、：１則：．＞单泣代暗！４：举号：Ｙ１２０２０４７山东理王大学１１１＇硕壬学侄冷文司ｍ■Ｖ莫来石陶瓷蓄热材料的热震断裂特性研究ＦｒａｃｔｕｒｅＦｅａｔｕｒｅｓｏｆＭｕｌｌｋｅＣｅｒａｍｉｃＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＭａｄｒｉｄｕｎｄｅｒＴｈｅｒｍａｌＳｈｏｃｋＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ＂研究生；始庆耀指导教师；王延遐教搜，申棲学位ｎ类级别：工学硕壬Ｖ学科专业名称；．．力学苗．．－Ｉ，．＇，＇．＇■—研究方椅：工程结柏

2、分析及优化Ｖ＞；论文完成日期：２０１５年４月１９日Ｉ？■ｒ？独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加臥标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不毎含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论义中作了明确的说明并表示了谢意。研巧生签名：构良辦时间：之〇皮年６月日关于论文使用授权的说

3、明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和破盘，允许论文被查閒和借阅；学校可从用不同方式在不同媒体上发、表传播学位论文的全部或部分内容，可ｌｉｌ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（做的学位论文痛密后规守齡议）研巧生签名：时间；２。尚良輝｜巧６月明导师签名：＾时间；立〇压年６月皮日《学位论文出版授权书》＂本人完全同意《中国优秀博硕±学位论文全文数据库化版覃程》（臥Ｋ简称章＂＂＂程），愿总将本人

4、的学位论文提交中圍学术期刊（光盘版）电子杂志社在《中園优秀博硕±学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》却电子、网络及其它数字媒体形式公开出版，并同意编入《中国知巧资源总＂库》，在《中固博硕±学位论文评价数据库》中使用和在互联网ｔ传播，同蔥按覃＂程规定享受相关权益。作者签名：尚喪娜导师签名：主乔嚴年月Ｒ年月日一研巧生学号所在院系ｙｉｍ７Ｉ山东理工大学硕士学位论文摘要摘要我国每年排放的矿井乏风瓦斯产量巨大，不仅造成了资源浪费，而且

5、污染了环境。逆流氧化技术是现阶段唯一能以较低成本回收利用乏风瓦斯的技术。蜂窝陶瓷蓄热体是煤矿乏风氧化处理装置的核心部件，其正常稳定的运行是逆流氧化装置高效节能的保证。然而实际应用中的蜂窝陶瓷蓄热体工作时会经常出现蜂窝孔破损、错位、堵塞等一系列问题，不但影响了氧化装置的换热效果，降低了瓦斯的利用效率，而且严重时会影响设备的正常运行，给生产维护带来了严重的负担。为此，本文首先对蓄热体常用的莫来石陶瓷材料的热震断裂特性规律进行了研究，然后从结构上对蜂窝蓄热体进行了断裂失效分析，最后基于实验数据和数值模拟

6、结果预测了蓄热体的使用寿命。本文的研究工作具体如下：（1）根据蓄热体的蓄放热工作特点，选用加热冷却法来模拟蓄热体的热工作环境，然后对莫来石蓄热材料分别进行了热冲击实验和热疲劳实验。热冲击实验中，利用单边切口梁法和三点弯曲法研究了莫来石陶瓷材料的剩余弯曲强度和断裂韧性随不同热震参数（温差、介质等）的变化规律。热疲劳实验中研究了不同热震温差下剩余弯曲强度随热冲击循环次数的变化规律，并为后续材料的热寿命预测提供了相关实验数据。（2）从能量的角度出发，利用断裂功法间接计算了莫来石陶瓷材料的断裂能。研究了其

7、随热震温差、裂纹深度的变化规律，并与线弹性断裂力学理论计算得到的能量释放率进行了对比分析。（3）利用间接耦合法对简化后的蓄热体模型进行了热应力分析，得到了蓄热体换热过程中的温度场和应力场；通过分析温度场及应力场的变化规律找出了蓄热体换热过程中失效的危险点，并判断了危险点的断裂方式和蓄热体裂纹的断裂方向。（4）基于陶瓷材料的热疲劳寿命理论和实验测得的莫来石试样高温温差下的热疲劳寿命，预测了其他温差下材料的热疲劳寿命；并基于热疲劳实验数据及强度衰减理论建立了材料的热震损伤方程，结合数值模拟的结果预测了

8、蓄热体的使用寿命。本文的研究工作为莫来石陶瓷蓄热体的工程设计、断裂分析、寿命预测、可靠性评价等提供了有利的参考依据，同时有助于促进逆流氧化技术在煤矿乏风回收利用上的发展与应用。关键词：莫来石陶瓷；蜂窝蓄热体；热震；断裂能；断裂失效；寿命预测I山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractMinesinChinagiveoutahugeamountofventilationairmethaneemissionperyear,whichnotonlywastesresourc