超超临界锅炉含微裂纹HR3C受热面J积分数值模拟

邓平; 王伟; 汪淑奇; 钟万里; 陈冬林

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超超临界锅炉含微裂纹HR3C受热面J积分数值模拟

热能科学研究 | 更新时间：2025-09-28

- 超超临界锅炉含微裂纹HR3C受热面J积分数值模拟
- Numerical study on J-integral of HR3C heating surface with micro-cracks for ultra supercritical boilers
- 热力发电 2014年43卷第3期页码：58-64
- 作者机构：
  
  1. 长沙理工大学能源与动力工程学院
  2. 广东电网公司电力科学研究院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  中图分类号： TK229.2
- 纸质出版：2014
- 稿件说明：
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邓平, 王伟, 汪淑奇, 等. 超超临界锅炉含微裂纹HR3C受热面J积分数值模拟[J]. 热力发电, 2014,43(3):58-64.

DENG Ping, WANG Wei, WANG Shuqi, et al. Numerical study on J-integral of HR3C heating surface with micro-cracks for ultra supercritical boilers[J]. Thermal power generation, 2014, 43(3): 58-64.
邓平, 王伟, 汪淑奇, 等. 超超临界锅炉含微裂纹HR3C受热面J积分数值模拟[J]. 热力发电, 2014,43(3):58-64. DOI：

DENG Ping, WANG Wei, WANG Shuqi, et al. Numerical study on J-integral of HR3C heating surface with micro-cracks for ultra supercritical boilers[J]. Thermal power generation, 2014, 43(3): 58-64. DOI：

摘要

采用有限元软件ANSYS对超超临界锅炉含径向裂纹的HR3C受热面管道在不同温度、压力作用下的应力应变以及J积分进行了数值模拟计算。根据裂纹尖端区域发生塑性应变分布情况

估算了塑性区域的大小。通过在裂纹尖端定义4条不同的积分回路

对J积分值进行了数值计算。结果表明

在裂纹尖端存在应力突变

易发生屈服;裂纹尖端塑性区的大小与裂纹区域特征尺寸属于同一个级别;压力和温度对断裂参数J均有影响

但压力的影响较大。

Abstract

By applying the finite element software ANSYS

numerical simulation on J-integral

stress and strain on HR3Cheating surface with radial cracks for ultra supercritical boilers was conducted

at different temperatures and pressures.Moreover

the area of plastic region was estimated

according to distribution of plastic strain occurred within the crack tip area.Finally

by defining four different integral loops at the crack tip

the J-integral values were calculated.The results show that

the stress mutation occurred at the crack tip and was easy to yield;the area of the crack tip plastic zone belonged to the same level as the feature size of the crack zone;both the pressure and temperature had effects on the fracture parameter J

and the pressure had a more great one.

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