Контактное взаимодействие элементов внутреннего корпуса паровой турбины при пластическом деформировании
Аннотация
Изучается вопрос влияния пластичности материалов конструкции на характер контактного взаимодействия ее элементов при эксплуатации. Решается задача о напряженно-деформированном состоянии внутреннего корпуса цилиндра высокого давления паровой турбины, рассчитанной на сверхкритические параметры пара (более 240 ата и 565 °С). Решение задачи осуществляется путем использования конечно-элементного программного комплекса. Рассмотрена модель термопластичности с кинематическим и изотропным упрочнением. При проведении исследования для материалов соединения используются экспериментальные кривые деформирования. Приведены основные зависимости, используемые при решении поставленной задачи. Методика решения термоконтактной задачи взаимодействия элементов фланцевого соединения в условиях пластичности базируется на применении модели контактного слоя. Для возможности учета изменений нагрузки в процессе совместной деформации как крепежа, так и корпуса впервые предложена методика трехмерного моделирования термозатяжки крепежа горизонтального разъема корпуса благодаря применению приведенного коэффициента линейного расширения материала. Предложенный подход позволяет моделировать напряжения начальной затяжки шпилек путем задания фиктивного изменения (уменьшения) коэффициента линейного расширения шпильки, заданного как отдельное тело в расчетной схеме. Значение указанного изменения коэффициента линейного расширения определено из зависимости между напряжением начальной затяжки в шпильке и необходимым для его создания удлинением, реализованным в расчетной схеме наличием различных величин линейного расширения шпильки и корпуса. Для проведения численного эксперимента построено упорядоченную конечно-элементную сетку модели корпуса. При построении сетки элементов корпуса и крепления использовано 20-узловой конечный элемент. Учитывается действие силовых нагрузок и температурного поля, в котором эксплуатируется рассматриваемый элемент конструкции. Проведен анализ результатов распределения эквивалентных напряжений и контактного давления во время эксплуатации. Отмечено отличие полученных результатов по сравнению с результатами решения задачи в упругой постановке.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 С. А. Пальков, И. А. Пальков
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
