雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法

雨流计数法是工程上用于疲劳设计和疲劳评估常用的一种方法。以雨流计数法的基本原理和计数规则为基础,并以某核电站核辅助管道为例,通过专用管道力学分析软件PIPESTRESS确定管道在温度载荷、压力载荷及机械载荷等作用下各瞬态工况应力变化幅值,说明雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法,并结合材料S-N曲线进行疲劳累积使用系数的计算,从而进行疲劳寿命的评估。     

基于PIPESTRESS的核一级辅助管道疲劳分析方法研究

为防止管道失效,RCC-M规范规定除应考虑自重、压力等载荷变化导致的应力变化外,核一级辅助管道必须考虑热膨胀和热弯曲应力变化对疲劳累积使用系数的影响。重点研究基于PIPESTRESS的核一级辅助管道疲劳分析的基本方法,并以某电站核一级辅助管道为例,通过专用管道力学分析软件PIPESTRESS确定管道在温度载荷(热膨胀、温度梯度和锚固点热位移)、压力载荷和机械载荷等交变载荷作用下各瞬态工况应力变化幅值,采用雨流计数法计算疲劳累积使用系数进行疲劳分析和评定。     

RIGD单元和SPRS单元对主给水管道解耦模型的影响分析

对主给水管道进行力学分析时有两种方法考虑主回路影响,一种是连着主回路模型一起计算;另外一种是与主回路模型解耦计算,通过在解耦处施加主回路产生的地震谱及位移来模拟主回路影响。以主给水管道解耦模型为研究对象、以PIPESTRESS有限元软件为工具,对主给水管道管嘴到蒸发器解耦约束点处的模型分别采用RIGD单元和SPRS单元开展抗震分析,对比采用这两种单元建模时主给水管道在地震载荷下的应力、反力及阀门加速度的变化情况,为后续主给水管道与蒸发器解耦模型建模方式提供指导。     

PIPESTRESS软件在主蒸汽管道抗震分析中的应用

在核电站设计中,地震是需要考虑的基准载荷,需要评估地震载荷产生的动态响应,以确保核电站物项(系统、结构及部件)的完整性。目前,国内外抗震设计的计算机仿真软件门类众多,功能各有侧重,但对地震载荷的计算方法主要有静力法、反应谱分析法和时程分析法。以管道有限元计算软件PIPESTRESS为工具,研究PIPESTRESS软件动力分析方法的理论公式;介绍反应谱分析法、通用响应分析法及真时程分析法3种分析方法的特点;总结3种分析方法的实现命令流和求解设置。以某核电站主蒸汽管道为例,对地震响应分别采用反应谱分析法、通用响应分析法及真时程分析法进行计算,并将计算结果进行对比分析,分析3种方法的保守性,为管道抗震计算方法的选取提供参考。     

大型商用飞机撞击载荷对核电厂管道的影响分析

大型商用飞机撞击核电厂时,国内外相关机构和学者对撞击载荷、撞击毁伤效应、厂房结构仿真方面研究较多,但冲击振动对管道的影响分析方面研究非常少。选取某核电厂一个管道单元,借助管道分析软件PIPESTRESS对管道单元开展反应谱分析,获得大型商用飞机撞击谱下的管道响应。将管道在大型商用飞机撞击谱和地震谱下的响应进行分析,分析管道在大型商用飞机撞击谱和地震谱下的响应差异;对大型商用飞机撞击载荷评定准则进行探讨,为后续管道抗击大型商用飞机撞击设计提供支持。     

核安全级管道地震分析的模态组合方法

研究核安全级管道地震分析的模态组合方法,对比几种模态组合方法的差别。首先采用PIPESTRESS软件建立某核安全2级管道模型,通过地震反应谱分析方法,应用不同的模态组合方法(平方和平方根法(SRSS)、分组法、10%法、二次组合法、完全二次组合法(CQC法))进行力学计算;其次通过ANSYS软件建立相同管道模型并进行时程计算,与PIPESTRESS不同的模态组合结果进行对比分析。结果表明,应用反应谱分析方法计算地震应力时,地震应力因模态组合方式的不同而差异较大。各种模态组合方法中,以CQC法计算得到的应力比值最小,而且该方法也与时程分析结果更接近。应用反应谱分析方法计算地震应力结果都比时程分析结果大,各种模态组合方式能满足正确性和保守性要求。     

海上浮动核电站管道系统摇摆载荷分析

巨大的海上风暴会使海上浮动核电站产生剧烈的摇摆,在对海上浮动核电站核反应堆管道系统进行力学分析时,必须考虑摇摆载荷。采用载荷系数法,在专用管道计算分析软件PIPESTRESS上,取虚拟节点的载荷系数,计算出了在摇摆作用下管道所承受的载荷;同时,采用ANSYS软件的谐响应分析功能,计算出了在摇摆作用下管道系统的稳态响应,并对载荷系数法计算出来的弯矩和谐响应法计算出来的弯矩进行了对比分析。分析结果表明,载荷系数法计算出来的结果具有较大的保守性。对于管道应力超出限值的节点,通过用该节点处实际坐标的载荷系数,重新计算该节点的摇摆载荷,可以降低不少保守性。     

管道布置中管道支架的探讨

在管道布置中管道支架起着一定的安全性，由于管道支架的种类繁多，本文作者对管道支架的选用及安装进行了一些描述，希望能在管道布置中起到相应的作用。     

某研发项目稳压器排放管线应力分析

某研发项目的稳压器排放系统在严重事故卸压管线上布置2列卸压阀,以防止阀门失效,此设计方案比法国M310堆型更加复杂。由于系统设计的改进,需要对稳压器、安全排放管和严重事故卸压管的耦合模型进行应力分析。对该稳压器排放管系统进行管道应力分析。为了能够更好地模拟稳压器排放系统的力学特性,特别是对阀门动作后的水力载荷对管道系统的影响,需要进行动力学响应分析,选用了经过认证的PIPESTRESS软件对耦合模型进行模拟。经过分析,稳压器排放管系在承受自重、压力、热膨胀、地震、破管载荷以及水力载荷作用下,满足RCC-M规范应力评定准则要求和可运行性要求。     

建筑工程中抗震支架的施工、设计及应用探讨

抗震支架属于特殊支架,区别于普通的承重支架,主要承载由于地震波的冲击管道所受的力,保证设备管道在地震发生时满足规范的要求,不至于受损、遭到破坏,进而影响人们的生活和生命安全。鉴于此,从抗震支架组成与材料要求、设置原则、施工顺序及要点、设计计算分析及创新设置等几方面对建筑工程中抗震支架的施工、设计及应用进行了论述。     

核电站高能管道甩击防护中的能量及力学分析

高能管道是核电站中重要管道系统,当发生破裂甩击时危害性极大,因此需要对高能管道进行甩击防护。基于动力分析有限元程序LS-DYNA建立了管道-限制件系统模型,通过调取系统能量、位移和甩击力时程曲线对管道甩击过程进行分析,并将计算结果与试验数据进行验证;针对甩击过程的能量和应力进行计算,并对支架防甩击性能的影响因素进行详细分析。结果表明,仿真计算具有足够的准确性,支架吸能性能和受力状况可以通过支架形式、结构以及材料参数进行调控。该研究结果对防甩击支架设计及优化具有一定参考价值。     

某飞机液压管路的流量冲击响应分析及故障诊断

针对某型飞机液压管路吸油模块与扩口式直角接头连接处螺纹损坏,接头脱出及支架断裂的故障问题,建立了管道有限元动力学模型,进行了管道流量冲击响应分析。发现故障管道在流量冲击下,与吸油模块连接处出现了很大的响应位移,导致管道与吸油模块连接处出现很大应力,引起连接螺纹损坏和支架断裂,从而形成故障。最后,提出了对吸油模块和支架的刚度进行强化处理的改进措施,仿真计算结果表明,在相同的流量冲击下,管道与吸油模块连接处响应位移大大降低,有效地减小了支架和吸油模块的变形和应力,实际的飞机管路系统的改进效果表明了该文分析方法的正确性。     

立管支架主体结构计算单元的选型分析

在各类工程中管道立管支架都十分常见,然而针对这一类型管道支架的计算方法和计算模型却没有统一的标准,这会对管道本身的安全性产生较大的隐患,本文应用有限元理论及其软件,对不同尺寸的支架结构进行分析,得出不同长细比对应选取有限元模型的规律,为后续的立管支架设计的计算提供一定参考。     

基于能量法的防甩击支架力学分析及优化

核电站高能管道一旦发生破裂会产生甩击,严重威胁到电站正常运行,需要设置防甩击支架予以防护。以核电站特殊框架式防甩击支架为研究对象,联合有限元程序及MATLAB软件,基于能量法分析了支架的吸能性能,并对应力进行分析和评定。结果表明,支架能有效吸收管道甩击能量,强度满足规范要求并存在一定裕度。通过考察甩击接触面积、间隙以及框架形式,对支架综合性能进行优化分析,给出了最优改进方案。该研究结果可为该类型防甩击支架的能量分析、强度评定以及优化提供一定参考。     

自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析

针对管道焊接完成后内部情况无法通过人力检测的问题，提出了一种可在焊接管道内自主检测的管道机器人。该机器人能够自主适应管径的变化，以解决当前机器人通过人为控制支撑机构造成的控制复杂、控制精度不高等问题。首先，给出了管道机器人的设计需求，介绍了管道机器人整体结构与工作原理；然后，对机器人的支撑机构进行了方案设计和受力分析，分析了管道机器人整体结构的几何约束以及在弯道中的运动约束；最后，基于Adams软件对提出的方案进行仿真实验，验证了其在管道内的通过性。     

基于RCC-M与ASME的核2/3级管道应力评定比较

RCC-M《法国压水堆机械设备制造与设计规范》和ASME《美国机械工程师协会标准》为目前核电厂广泛采用的技术标准,两者对压水堆核2/3级管道应力评定的规定相似但不完全相同.论述了核2/3级管道应力分析及评定的方法;总结了RCC-M规范和ASME标准对核2/3级管道应力评定的要求,比较了不同载荷工况下两者的差异;以某管道为例,应用PIPESTRESS软件分别按照RCC-M规范和ASME标准对其进行应力评定.结果表明:总应力计算结果与应力增强系数和一次应力指数关系密切,RCC-M规范侧重压力的影响,ASME标准侧重自重及偶然荷载的影响.在内压为零及内压不大的情况下,ASME相对RCC-M更偏于安全.而对于内压较大,自重及偶然荷载的影响较小的情况下,RCC-M相对ASME更偏于安全.     

燃机试车台排气管道热胀分析与支撑结构设计研究

根据某型燃机试车台排气管道的工程实际，详细分析管道热胀与支撑结构设计方法。在支撑结构设计过程中综合使用固定支架、滑动支架、滚珠盘、侧向支架、导向支架来解决管道热胀问题。通过在固定死点上建立直角坐标系，计算得出计算点处的热变形，为各组件设计提供依据。     

悬置支架的NVH性能优化设计

利用有限元分析技术对某车型的发动机悬置支架进行了约束模态分析,得到了发动机悬置支架的第一阶模态频率和振型,并对分析结果进行了评价和分析。为了满足NVH性能要求,对悬置支架进行了结构优化,并对优化后的支架进行了验证分析,优化后的悬置支架模态固有频率满足NVH性能要求。     

汽车转向泵支架的拓扑分析及可制造优化

对汽车转向泵支架进行有限元分析,阐述对其进行拓扑优化的必要性;在此基础上,建立了以支架结构柔度最小作为目标函数、以优化后剩余体积作为约束函数的拓扑优化数学模型,并建立拓扑优化的有限元模型,运用Hyper Works软件对支架进行了拓扑优化计算。根据零件的可制造化处理准则并结合支架的制造工艺对优化结果进行了可制造化处理,获得了一个结构更合理且性能更佳的新支架。新支架的质量为4.35 kg,相比原支架减少16.35%。对新支架进行刚度和强度的分析,并与原支架有限元分析结果进行对比,结果显示:其强度、刚度以及一阶模态频率均有所提高,满足支架使用的轻量化要求。     

压缩机管道振动消减措施研究

从管道设计、衰减器和孔板等方面进行考虑,对管道内的压力脉动进行消减。为了防止气柱共振和结构共振,从管道布置和支架设计进行研究,得出避免共振的方法。并对某炼油厂压缩机出口管线振动的实际情况,提出了减振方案,使机组能正常的工作。