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换热器疲劳寿命的可靠性分析和研究点击：1714 日期：[ 2014-04-26 22:32:04 ] |
| 摘 要: 针对换热器的疲劳失效分析,以概率论为基础,结合确定性的疲劳断裂力学估算方法,推导了换热器零部件的疲劳裂纹扩展寿命的计算公式。考虑到主要评定参数:初始裂纹尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度、系数等的不确定性和随机性,应用蒙特卡罗模拟法对这些具有某种特定分布的随机变量进行了随机抽样计算。并利用数值积分法编制了计算机程序,求出在一定可靠度和置信度下的疲劳寿命,并与理论计算方法求得的疲劳寿命进行了比较。还比较了不同初始裂纹尺寸和断裂韧性对疲劳寿命的影响,并给出了算例。分析结果表明,蒙特卡罗模拟法真实地反映评定参数客观存在的不确定性,克服了确定性评定方法的缺点,具有良好的工程指导意义。 关键词: 换热器; 蒙特卡罗模拟法; 可靠度; 疲劳寿命 换热器是石油、化工、动力、冶金、交通、国防等工业领域重要工艺设备之一[1]。在工程实践中,由于开停车产生的压力波动,实际工况中的温度波动,流体的振动,腐蚀介质的存在,换热器筒体或构件间的连接处常发生疲劳失效[2]。其主要原因是表面微小裂纹的存在,在交变载荷的作用下继续扩展。因此对换热器进行疲劳寿命估算是很重要的。 目前多采用确定性的疲劳断裂力学方法估算换热器的疲劳寿命[3]。但换热器材料的机械性能、工况载荷、缺陷尺寸等因素都存在着随机性和不确定性,理论方法求得的结果不能准确地反映实际情况。本文以概率论为基础,用疲劳断裂力学方法和蒙特卡罗模拟法对换热器的疲劳寿命进行可靠性估算。 |
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