氢介质环境下高温管道蠕变损伤机理及预测模型研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51405159
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0504.机械结构强度学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

This project aims to study the creep damage mechanism and life prediction model of high temperature piping in hydrogen environment, which is the critical issue in the long term and safe operation of some key components in chemical energy industry. Covered tasks are: 1) Emphasis will be laid on the establishment of the damage constitutive model coupling creep and hydrogen attack, based on the creep tests under elevated temperature and hydrogen environments. This part can be adopted to describe the effects of high-temperature hydrogen environment on the creep damage of materials. 2) FEM method will be employed to simulate various forms of pipeline structures under elevated temperature and hydrogen environment. The numerical results will be applied to explain the damage mechanism and evolution under creep-hydrogen interaction. 3) The life prediction model of pipeline structures under the interactive environment will be established on the basis of understanding of chemo-mechanical effect. Interactive effects of mechanics, chemistry and material will be incorporated and considered in the present approach. From the chemo-mechanical perspective, this research will offer a better understanding of the damage mechanism of materials used in high temperature piping under hydrogen environment, and allow the development of the life prediction model for purpose of practical engineering application.
面向能源化工装备长周期安全运行的需求,开展高温临氢管道蠕变与氢蚀交互作用下的损伤机理及寿命预测模型的研究。主要包括:1)通过临氢环境下高温蠕变试验研究,找出氢致蠕变损伤加速的临界参数,澄清蠕变和氢蚀交互作用的损伤机理并构建材料损伤本构模型;2)通过对不同结构形式及载荷状态下的管道结构进行损伤分析,了解蠕变及氢损伤对管道结构强度的削弱及损伤演化规律,实现对高温临氢管道结构在复杂应力状态下失效模式的科学认识;3)在理解化学力学作用的基础上,进而建立高温临氢管道寿命预测模型。本项目体现了力学、化学和材料等多学科领域的交叉,可望从化学和力学角度获得高温临氢管道的损伤机理并建立寿命预测模型。

结项摘要

能源化工装备向着高温高压长寿命安全运行的方向发展,研究典型材料在极端环境下的破坏及损伤机理,提出安全评定方法,已成为迫切需要解决的问题。项目围绕过程装备中高温高压管道材料的损伤分析及氢在其中的作用问题,从试验研究、有限元模拟和理论建模三个层面,尝试解决长寿命氢腐蚀破坏的微观机理和损伤本构。项目结合损伤力学理论,将损伤与Ramberg-Osgood弹塑性本构方程耦合将造成蠕变损伤的因素综合考虑,根据微观组织观察分析及蠕变拉伸实验数据拟合,可以预测长期服役后的高温材料的弹塑性响应;结合试验研究和有限元模拟,指出了氢对奥氏体不锈钢相变的影响;进而通过超高周疲劳试验,揭示内部缺陷处疲劳破坏的本质,初步形成了氢对高温承压管道材料损伤机理的科学认识。本项目的研究内容和结果,基本揭示了项目拟解决的三个科学问题,达到了预期目标。研究结果体现了力学、物理和材料等多学科的交叉,为氢环境下的高温部件的损伤模式评定提供了新的思路,从而可为能源装备的损伤评定和寿命设计提供科学支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(3)
Experimental and Simulation Studies of Strength and Fracture Behaviors of Wind Turbine Bearing Steel Processed by High Pressure Torsion
风电轴承钢高压扭转强度与断裂行为的试验与模拟研究
  • DOI:
    10.3390/en9121033
  • 发表时间:
    2016-12-01
  • 期刊:
    ENERGIES
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Wang, Ning;Pena, Luis V. Wilches;Huang, Yi
  • 通讯作者:
    Huang, Yi
Limit Load Analysis of Pressure Structures Containing Pitting Defects Subjected to High Temperature Creep
含有点蚀缺陷的受压结构高温蠕变极限载荷分析
  • DOI:
    10.2320/matertrans.m2015393
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    MATERIALS TRANSACTIONS
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Wang Ning;Liu Hong-qi
  • 通讯作者:
    Liu Hong-qi

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其他文献

一株红假单胞菌的分离及对Cu~(2+)的去除
  • DOI:
    10.13344/j.microbiol.china.190818
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晓倩;杨阔;王宁;赵敏;汪春蕾
  • 通讯作者:
    汪春蕾
利用环境噪声互相关实现散射体无源成像
  • DOI:
    10.15949/j.cnki.0371-0025.2016.01.006
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    声学学报(中文版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李国富;黎洁;高大治;王宁
  • 通讯作者:
    王宁
集成位移传感功能的磁流变阻尼器自感应性能磁场分析
  • DOI:
    10.16112/j.cnki.53-1223/n.2016.02.009
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    昆明理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐明;胡国良;周维;王宁
  • 通讯作者:
    王宁
中国可食性入侵植物的种类及其食用价值等级评价
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.20150616.002
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗辉;王宁;赵雅洁;周兵
  • 通讯作者:
    周兵
盐分与压实度对盐渍土起始冻胀含水率的影响
  • DOI:
    10.13544/j.cnki.jeg.2016.05.026
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    工程地质学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王宁;王清;霍珍生;马冰;陈冶
  • 通讯作者:
    陈冶

其他文献

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王宁的其他基金

空化磨料水射流强化后榫接结构微动疲劳损伤机理与寿命评定方法
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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