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外文翻译--振动故障分析中的微动磨损轴模拟器 中文版.doc

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外文翻译--振动故障分析中的微动磨损轴模拟器 中文版.doc

附录英文翻译译文振动故障分析中的微动磨损轴模拟器YoungHoLee,JaeYongKim,HyungKyuKim韩国原子能研究所,150Dukjindong,Yuseonggu,Daejeon305353,,出版于韩国。文章信息文章历史收到于2008年7月11日接受于2008年8月1日公布于2008年8月15日摘要最近,微动磨损模拟器的开发,以评估微动磨损行为在高温和高压(高温高压)水条件的核部件。经过500h后的测试,但是,两个振动中4人骨折,其中轴被连接到一个试样座使用螺栓夹具。断裂表面研究同时使用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)来确定未能启动和故障模式。据发现,在一开始的失败接触区域之间的振动轴与夹具的燃料棒持有者和疲劳裂纹虽然它是传播很难证明这一点得出结论,由于重氧化断裂面。近地点的失败,但是,螺纹孔受到反复加载到一个事实,即由于持有的试样夹具进行了圆周运动模拟一个振动的议案。这表明,轴振动故障导致从腐蚀疲劳现象的原因进行了微动测试在高温度(320C)和蒸馏水加压(15兆帕)的条件。本文这次的失败和断裂机理,揭示和讨论的原因利用光学显微镜和扫描电镜表面的失败结果和接触应力分析地区之间的振动轴与试样座夹具。最后,上述结果被应用到振动轴的设计变更.2008年爱思唯尔版权所有1。简介机械结构的材料在极端环境退化破坏现象经常在各种行业中被报告。这些例子之一,是核电厂(核电站)。一般而言,核电厂的运作在高温度(320丙),压水(15MPa)和放射性环境。这种状况在材料降解过程中必然导致如腐蚀,疲劳,辐照脆化,蠕变等现象。另一严重的结构材料的降解情况被称为由于主副冷却剂导致的流激振动相对细长结构(FIV),它在微动细长的损害结果之间快速流动速度结构及其支持结构。这些种类的微动已经损伤主要成分如对核电站的核燃料棒,蒸汽发生器(SG)的管和控制棒1。在这些项目中,我们实验室以研究和开发微动磨损机制和无缺陷的燃料组件(法),对核燃料棒微动磨损现象进行调查,一般来说,燃料组件由若干16x17或17x16的核燃料棒组成,其中外径9.5毫米,0.6毫米壁厚,约14米长度。由于受主冷却剂的FIV的现象,这些细长的燃料棒可以很容易地震动,因此,他们是几个格架结构,如图1所示的支持。每间隔电网结构单元由两个弹簧和4个韧窝。因此,核燃料棒依赖于一定量的的弹簧来保证它的形状和刚度。根据一项在高温条件下核电站运行的资料,由于弹簧放松,燃料之间的接触力杆和弹簧/韧窝正逐渐下降,此外,由于发车间弹簧/韧窝辐照湘潭大学兴湘学院1脆化,弹簧刚度也逐渐增加。尽管弹簧是运作在其最初的阶段,但对接触面比较小幅度下滑燃料棒是不可避免的产生。下一个严重的FIV条件,接触力正逐步下降,最后,打开了一个缺口。该微动磨损模式可以改变,由随滑动磨损营运的撞击磨损手段时间决定。另一个重要的一点是,由于一个接触条件变化的燃料棒,核燃料棒的振动特性也发生了变化。因此,研究核燃料微动磨损机理棒核电站的运行条件是相当困难的。Y.H.Lee等人。/工程失效分析16(2009)123812441239图1一个核燃料组件,16x16或17x17燃料棒,并组成若干格架组装示意图一台微动磨损试验机(FRETONUS,FRTtting核系统测试仪)的高温高压水条件垂直类型发展以评估核部件微动磨损性能2。经过500h后的测试,但是,两个振动其中有四个轴断裂,其中连接到试样座使用,如图2所示螺栓夹具。有必要评估其失败的原因,以及改善振动轴的设计,长期试验以确认可靠性微动磨损。在这项研究中,对于失败和断裂机制的原因,揭示并讨论了利用光学显微镜和扫描电镜对振动轴断口微维氏硬度和测量应力分析的结果。最后,上述结果应用到振动轴的设计变更中去。湘潭大学兴湘学院2图2在高温高压水条件试验500h后,振动棒试样座轴与夹具和振动轴之间断裂的组装方法示意图2。断口分析2.1光学显微镜观察振动轴是一个传统的高碳马氏体不锈钢做出(技能提升计440C),用于广泛的工具或刀片在相对腐蚀性气体使用3。材料的化学成分和力学性能列于表1。图3显示了对振动轴断裂面分析的结果。由于高温高压的条件下,断裂表面氧化严重,而且很难通过光学显微镜观察金相获得证明。然而,预计该故障是在一轴和振动之间的接触区,因为这两个部分是通过使用一个如图2所示螺栓装配在微动磨损测试中,4轴的振动回旋在轴向方向为±200μm,频率30赫兹,在一个90度角的排列执行器上。要生成一个圆周运动对燃料棒样本是作为一个实际经营核电站的燃料杆振动仿真视为保守,该执行器的两个信号波形正弦震动相位差设置为90度,如图4所示。试样的燃料棒振动的圆周运动,与燃油棒振动槽夹具持有人的接触区预计经历疲劳载荷。一般来说,如果是结构材料的疲劳加载条件下裂隙,条纹痕迹是明显的疲劳破坏可以找到证据表面上很容易断裂,。但是用扫描电镜对氧化振动轴断裂面进行了洗牙检查,可以预期没有任何痕迹的条纹,消除氧化过程(如酸洗)。2.2硬度变化SEM观察之前,有必要审查振动轴力学性能的变化,因为它被暴露在高温高压水条件在500h后测试。因此,一个轴断裂的振动微维氏硬度测量,其结果如图5所示。很明显,微维氏硬度值根据振动轴暴露温度增加。这一结果符合很好地与回火温度体外对力学性能的SUS440C4。在这项研究中,高碳马氏体不锈钢有可能保留大量的未转奥氏体。湘潭大学兴湘学院3据认为,可能会出现延迟转变温度波动在几个微动磨损试验,因为在320度的条件下实验500h测试振动轴的材料对纾解压力的影响甚微。此外,它有可能发生氢脆现象影响其塑性。就是在热处理中导致马氏体不锈钢含有的氢元素以蒸馏水的形式散发。化学成分(重量%)CMnSiPSCrMoFe1.01.01.00.040.03170.75Bal机械性能屈服强度抗拉强度伸长率弹性模量密度泊松比1280Mpa1750Mpa4200Gpa7.8g/cm³0.3图3奥姆结果为振动轴断裂面箭头指示的预期裂纹萌生区域。Y.H.Lee等人。/工程失效分析16(2009)1238年至1244年

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