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针对340MPM机组（Multi-Stand Pipe Mill限动芯棒连轧管机组）芯棒服役过程建立三维有限元模型，研究芯棒在服役过程中温度场变化规律.同时，通过对热应力的研究，分析了芯棒热疲劳裂纹萌生机理及裂纹在芯棒内部的扩展规律.对比实测数据与模拟结果，认为所建立的有限元模型能够反映芯棒温度变化趋势.芯棒首次脱管后表面最高温度为630℃，此后经历三次反复的水冷降温和空冷返温过程，冷却结束后表面最高温度为98℃.脱管后，芯棒表面轴向和环向压缩热应力均达到900 MPa，第三次水冷结束时刻，轴向拉伸热应力达到186 MPa，环向拉伸热应力达到221 MPa.芯棒的拉压交变热应力使其表面出现热疲劳裂纹并逐渐扩展，环向裂纹扩展至距表面17.5mm深、轴向裂纹扩展至距表面20mm深时会显著受阻，热应力对轴向裂纹的促进作用强于环向裂纹

粉末状的锆金属不仅燃烧速度快，而且燃烧释放出的热量非常高，作为高能燃料被广泛应用在航天和军工领域.锆金属以粉尘云的形态燃烧时，大量微小悬浮锆颗粒燃烧会形成具有一定面积的火焰，采用实验方法研究锆粉云火焰在竖直管道中的温度和速度特性.研究结果表明，热电偶处的锆粉云最高火焰温度与瞬间火焰传播速度有相同变化趋势，都随锆粉云质量浓度增加先增大后减小.当锆粉云质量浓度为0.625 kg·m-3时，出现最高火焰温度，可达1777.81℃，在此条件下管道中最快火焰传播速度可达39.7 m·s-1.当质量浓度超过0.625 kg·m-3后，热电偶处的锆粉云最高火焰温度与瞬间火焰传播速度都会降低，主要是由于富燃料燃烧、管道中氧气不足而导致颗粒不能完全燃烧.实验得到了不同质量浓度锆粉云的最高火焰温度值与最快火焰传播速度

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