弯曲应力对汽轮机螺栓疲劳寿命影响的研究.pdf

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1、第37卷第6期华北电力大学学报Vo1．37．No．62010年11月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityNOV．。2010弯曲应力对汽轮机螺栓疲劳寿命影响的研究董瑾，安江英(1．华北电力大学数理学院，北京102206；2．北京电子科技职业学院，北京100029)摘要：火力发电厂汽轮机螺栓是汽轮机组的重要部件，螺栓疲劳寿命的研究对汽轮机的安全运行及维修具有重要的意义。对螺栓所受应力特别是附加弯曲应力进行了全面的分析，采用平均应力Mo~ow修正式对弯曲应力对疲劳特性的曲线的影响进行了研究，得到了不同偏转角下的螺栓低周疲劳特

2、性曲线，并对一实际螺栓进行了具体计算，提出了在螺栓偏斜情况下准确计算疲劳寿命损耗的方法。关键词：汽轮机螺栓；弯曲应力；疲劳寿命中图分类号：TK268文献标识码：A文章编号：1007—2691(2010)06—0095—04TheresearchofefectofbendstressonthefatiguelifeofsteamturbineboltsDONGJin，ANJiang—ying(1．SchoolofMathematicsandPhysics，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China；2．B

3、eijingVocationalCollegeofElectronicScience，Beijing100029，China)Abstract：Steamturbineboltsarethekeypartsofgeneratingunits．Itisimportanttostudyfatiguelifeofboltsforgen—eratingunitsperformancesafelyandservice．Thepaperanalysestheboltsstress，especiallybendstress．Effectofbendstressonthefatig

4、uecurveofboltsisinvestigatedbymeansofMorrowamendmentformulaofmeanstress．Thelowcyclefatiguecurvesofboltswithdifferentdeflectionangleweregained．Finally，thefatiguelifedamageofaactualboltwascalculated．Itisputforwardforamethodtoaccuratelycalculatefatiguelifedamageofinclinedbolts．Keywords：st

5、eamturbinebohs；bendstress；fatiguelife0引言偏心时承受附加弯曲应力。运行实践表明：一些机组在设计、制造以及维修方面的不足，汽轮机汽轮机螺栓是汽轮机组的重要零部件，工作紧固螺栓出现断裂的现象不断增多，其中附加弯环境恶劣，在运行中遭受到温度、应力和环境介曲应力的影响不容忽视。质的联合作用，有多种失效形式产生，螺栓断裂本文对螺栓的附加弯曲应力进行了全面分析，会造成非计划停机甚至安全事故，对机组的安全并进而讨论了附加弯曲应力对螺栓疲劳寿命的影性和经济性造成了严重的影响。螺栓的损伤从材响，在此基础上得到了不同偏转角下的螺栓低周质本身上考虑有

6、蠕变和疲劳两种损伤形式，主要疲劳特性曲线并对一实际螺栓进行了寿命损耗计断裂形式有蠕变脆性断裂和疲劳断裂，低周疲劳算。这将对螺栓的安装、运行、维修有指导意义，是导致高温螺栓开裂乃至失效的重要机理，螺栓以及为实现对汽轮机螺栓的预知性维修提供重要疲劳破坏是螺纹连接件中最主要的失效形式⋯。依据，从而显著提高设备的可靠性及减少事故发从作用应力考虑，主要受到轴向拉伸应力，螺栓生率。收稿日期：2010—04—15华北电力大学学报2010焦附加弯曲应力的大小分析如下。1螺栓应力分析1．1螺栓工作应力高温紧固螺栓实际运行时受到的应力十分复杂，除承受冷、热紧固应力和内外缸汽体压差引入的

7、应力外，还要承受由于汽缸或汽门轴向、径向温度分布不均匀引起的热应力，蒸汽流动时对静止部分的反作用力及各种连接管道冷热状态下对汽缸的作用力等。螺栓服役时承受的应力主要考虑以下3部分：(1)冷、热紧固应力；(2)温图1螺栓的弯曲度分布不均匀引起的热应力；(3)蒸汽压力引人Fig．1Diagramofboltbending的工作应力。上述载荷也是目前汽轮机螺栓强度当支承面转过0角时，见图1，螺栓杆内的弯校核的主要依据。实际上螺栓在制造或安装维曲应力为修不当的情况下，由于偏心还会产生附加弯曲应IOEdc11：．。T(1l)力，有时会达到一个很高的数值。1．2螺栓附加弯曲