Análisis de fractura y cálculo de esfuerzo de trabajo de la jaula de rodamiento utilizada en la bomba de carga en una planta de energía nuclear
Autores: Chen, Qiang; Jiang, Shengli; Duan, Deli
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Fractura
Jaula de rodamiento
Concentración de tensiones
Característica de fatiga
Tensión residual
Cálculo de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un análisis del accidente de fractura de una jaula de rodillos cilíndricos utilizada en una bomba de carga en una planta de energía nuclear. Se investigaron las causas y mecanismos de la rotura de la jaula del rodamiento mediante análisis de fallos de materiales y cálculos de simulación. Los resultados de la observación macroscópica confirmaron que la fractura de la jaula ocurrió en la posición de concentración de tensiones. La morfología de microfractura de la jaula obtenida mediante microscopía electrónica de barrido mostró una característica de fatiga. El análisis de tensiones residuales indicó una gran tensión residual perpendicular a la superficie de fractura. El cálculo de elementos finitos mostró que cuando el rodamiento se movía dentro y fuera del área de trabajo durante la operación, aparecía una gran tensión de trabajo en la posición de concentración de tensiones. La tensión de trabajo y la tensión residual actuaron juntas, acercándose al límite de fatiga de los materiales, y finalmente llevaron a la fractura por fatiga de la jaula. También se calculó la tensión de las otras dos jaulas estructurales del mismo tipo de rodamiento, y no se identificó tal concentración de tensiones; por lo tanto, se utilizó temporalmente una jaula de plástico.
Descripción
Este documento presenta un análisis del accidente de fractura de una jaula de rodillos cilíndricos utilizada en una bomba de carga en una planta de energía nuclear. Se investigaron las causas y mecanismos de la rotura de la jaula del rodamiento mediante análisis de fallos de materiales y cálculos de simulación. Los resultados de la observación macroscópica confirmaron que la fractura de la jaula ocurrió en la posición de concentración de tensiones. La morfología de microfractura de la jaula obtenida mediante microscopía electrónica de barrido mostró una característica de fatiga. El análisis de tensiones residuales indicó una gran tensión residual perpendicular a la superficie de fractura. El cálculo de elementos finitos mostró que cuando el rodamiento se movía dentro y fuera del área de trabajo durante la operación, aparecía una gran tensión de trabajo en la posición de concentración de tensiones. La tensión de trabajo y la tensión residual actuaron juntas, acercándose al límite de fatiga de los materiales, y finalmente llevaron a la fractura por fatiga de la jaula. También se calculó la tensión de las otras dos jaulas estructurales del mismo tipo de rodamiento, y no se identificó tal concentración de tensiones; por lo tanto, se utilizó temporalmente una jaula de plástico.