位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
充水保压蜗壳结构中钢衬的低周疲劳问题
  • ISSN号:1671-4512
  • 期刊名称:《华中科技大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TV731[水利工程—水利水电工程]
  • 作者机构:[1]长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心,湖北武汉430010, [2]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072, [3]长江勘测规划设计研究院,湖北武汉430010
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51679013,51609020,51679175,51309030); 水资源与水电工程科学国家重点实验室(武汉大学)开放研究基金资助项目(2015SDG02); 中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目(CKSF2016015/GC,CKSF2017067/GC)
中文摘要:

鉴于抽水蓄能机组蜗壳通常采用充水保压技术埋入混凝土,在运行期钢蜗壳须要承受频繁的大幅值静水压力循环作用,面临一定程度的低周疲劳失效风险,以某实际充水保压蜗壳结构为例,首先基于ABAQUS有限元分析平台完成了该组合结构的施工-运行过程静力仿真分析,然后基于DesignLife疲劳分析平台,依据有限元静力分析结果采用常幅值荷载的循环方式预测了钢蜗壳的疲劳寿命,其中材料的S-N曲线(应力-寿命曲线)选取为Eurocode3-112.计算结果表明:运行期钢蜗壳的局部脱空现象会对其自身的受力产生不利影响,脱空区-高应力区-高疲劳失效风险区三者间存在显著的因果对应关系.从预测的疲劳寿命数量级(2×10^5以上)看,电站运行期内钢蜗壳无低周疲劳失效的风险.

英文摘要:

Steel spiral cases in pumped storage hydroelectric power plants(HPPs)are in general filled with water and temporarily pressurized while encasement concrete is placed.A steel spiral case in a pumped storage HPP should bear high-amplitude cyclic internal water pressure.Hence the steel spiral case carries some degree of risk of low-cycle fatigue failure during the operating period of the HPP.In this context,a complete finite-element simulation of the construction-to-operation process of a spiral case structure was carried out using the ABAQUS code.The finite-element simulation results were then used to generate constant-amplitude fluctuating stresses for the fatigue life prediction of the steel spiral case,based on the DesignLife software.The Eurocode 3-112 S-N curve was employed for the definitions of the fatigue-related material properties.The simulation results show that the local gapping existing between the steel spiral case and its surrounding concrete adversely affects the structural performance of the steel component.The causal links between the gapping and the high-stress zones,and between the high-stress and the high-fatigue-failure-risk zones,are noteworthy.The predicted fatigue life of the steel spiral case is greater than 2×10~5 cycles.The findings suggest that the steel spiralcase should not undergo a low-cycle fatigue failure during the operating period of the HPP.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《华中科技大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:华中科技大学
  • 主编:丁烈云
  • 地址:武汉珞喻路1037号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hgxbs@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543916 87544294
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4512
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1658/N
  • 邮发代号:38-9
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21013