基于免疫遺傳算法的汽輪機轉子鋼低周疲勞裂紋擴展速率研究.pdf

1、汽輪機轉子是汽輪機的核心部件之一，它服役期間的工作狀態(tài)是經常處于高溫、啟停、大變載荷的交替狀態(tài)，容易萌生低周疲勞裂紋。汽輪機轉子壽命主要取決于低周疲勞裂紋擴展速率，因而研究汽輪機轉子鋼低周疲勞裂紋擴展速率具有重要意義。 本文分析了汽輪機轉子鋼的低周疲勞裂紋擴展的宏觀和微觀規(guī)律，深入研究了溫度、載荷比、蠕變和老化對汽輪機轉子低周疲勞裂紋擴展的影響，結果表明溫度在538℃裂紋擴展速率要明顯大于室溫條件下的情況；載荷比增加，疲勞裂紋擴

2、展速率也加速；蠕變對汽輪機轉子鋼疲勞裂紋亞臨界擴展影響是一種受體擴散控制熱激活過程；經200h、600h、800h、1200h不同時效的老化，汽輪機轉子材料的硬度逐漸降低，導致FATT升高，從而影響裂紋擴展速率。 在前面的理論和實驗數(shù)據(jù)的基礎上提出了轉子鋼的常溫和高溫低周疲勞裂紋擴展速率的多參數(shù)非線性函數(shù)模型。在遺傳算法的基礎上，結合免疫系統(tǒng)原理提出免疫遺傳算法，采用免疫遺傳算法優(yōu)化低周疲勞裂紋擴展速率模型的特征參數(shù)，這種方法也

3、是本文的創(chuàng)新之處。依據(jù)汽輪機轉子鋼30Cr1MolV的低周疲勞實驗的部分數(shù)據(jù)與免疫遺傳算法，對轉子鋼低周疲勞裂紋擴展速率模型進行優(yōu)化計算。在實際運行條件約束下，利用算法優(yōu)化速率模型，得到最佳參數(shù)，最后描述出裂紋擴展速率的優(yōu)化曲線。速率的優(yōu)化曲線與實驗相比較，在裂紋擴展特定階段吻合相當好，結果表明免疫遺傳算法在搜索過程中的高效性、并行性和魯棒性，能夠對不同載荷比及缺乏足夠實驗數(shù)據(jù)的汽輪機轉子低周疲勞裂紋擴展速率的多元非線性模型有很好的處理