多区循环反应器是当前生产聚丙烯最为新颖和先进的装置,而阻隔液棒是其调节聚丙烯分子量的重要构件之一,它的失效会致使聚合物产品的质量不稳定,给企业带来严重的经济损失,所以对阻隔液棒进行失效机理研究并提出有效的改进措施有着重要的工程意义,可以防止失效事件的再次发生,保证装备的本质安全,减少财产损失及人员伤亡,促进企业的安全生产。本文以失效的阻隔液棒为研究对象,先从材料的理化性能检验入手,然后通过流固耦合数值模拟分析与振动疲劳特性分析,对阻隔液棒的断裂失效机理进行了深入研究,主要内容包括:首先,从断口形貌分析、化学成分分析、力学性能分析和金相组织分析对阻隔液棒进行理化性能研究。结果发现,疲劳裂纹源位于阻隔液棒与堵头的焊接过渡区域,存在应力集中现象,阻隔液管力学性能不均匀,外表面硬度高、韧性低,更易造成裂纹的萌生;锥形件塑性低于标准值,与阻隔液管焊接部位存在气孔,加快了裂纹的扩展。其次,对阻隔液棒进行流固耦合应力分析。通过对不同工况进行模拟对比分析,结果表明,颗粒流产生的周期性激振力对阻隔液棒应力水平影响较大,最大等效应力位于焊接过渡区域,存在局部应力集中现象,是结构中最为薄弱的部位,且与实际断裂位置相吻合。再次,对阻隔液棒进行振动疲劳失效行为的分析。振动实验与模拟对比分析,结果表明,对比固有频率实验值与模拟值,证明了模拟的可行性;对比固有频率与激振频率,并结合振动谐响应分析结果,得出在低频6.726Hz下极易产生共振现象;通过疲劳寿命评估,得到疲劳循环次数最低的部位也位于焊接过渡区域,说明阻隔液棒在交变载荷的作用下,经过一定的周期就会在最薄弱的部位产生裂纹,发生疲劳断裂。最后,对阻隔液棒进行失效原因综合分析并提出改进措施。确定了阻隔液棒断裂的主要原因是聚丙烯颗粒流诱导振动所引起,力学性能不均匀,焊接部位存在应力集中现象,为裂纹的萌生创造了条件,同时共振现象的存在加剧了阻隔液棒的振动疲劳破坏。