多层包扎尿素合成塔应力腐蚀裂纹成因分析

对多层包扎尿素合成塔开裂部位进行了取样分析,确认为应力腐蚀裂纹。并对应力腐蚀的影响因素 进行了分析,结果表明检漏蒸汽会在深环焊缝的层板间隙处冷凝,产生碱性介质浓缩。深环焊缝部位在碱性环境和 局部较高应力下萌生裂纹并扩展,是导致多层包扎尿素合成塔应力腐蚀开裂的原因。分析的结果为多层包扎尿素 合成塔避免层板开裂和灾难性爆炸事故指明了方向。     

岩土预应力锚索腐蚀损伤演化规律研究

研究应力腐蚀对岩土预应力锚索长期耐久性的影响可以有效减少应力腐蚀重要环节。文章基于室内腐蚀试验,利用超景深三维数字显微系统对预应力索体在不同腐蚀时间下的锈蚀损伤形貌进行了观测,采用蚀坑面积、深度、长轴长度等指标作为其表面腐蚀损伤的统计参数,通过函数描述了参数指标与时间的关系,分析了应力腐蚀的表观损伤演化规律;利用热场发射扫描电子显微镜对索体显微组织、裂纹萌生及其发展规律进行观测,从微观结构层面探求腐蚀损伤演化的力学本质。结果表明:在腐蚀介质环境中蚀坑长轴长度、面积随时间呈指数关系,平均腐蚀深度与时间呈幂函数关系,酸性腐蚀介质更有助于腐蚀坑槽的贯通;随腐蚀时间延长,预应力锚索试件的屈服和断裂荷载均逐渐减小,到达屈服点时试件所产生的位移也有所减小;随腐蚀时间延长,材料的塑性降低,脆性逐渐增强;酸性溶液中腐蚀时间较长的试件在拉伸破坏时易表现出应力腐蚀的特征。     

表面自然腐蚀后带缺陷管钢的力学性能研究

针对腐蚀对管道钢的力学性能的影响问题，对不同腐蚀程度的管道钢进行拉伸试验，研究不同腐蚀程度的管道钢其力学性能与腐蚀损失度之间的关系。并基于试验结果建立数值分析模型，分析腐蚀坑处应力状态。轴向拉力作用下，带腐蚀缺陷管道钢的断裂位置发生在深宽比最大的腐蚀坑处；表面腐蚀缺陷管钢的屈服强度、弹性模量与腐蚀损失度相关度较低，而屈服荷载和等效弹性模量随着腐蚀程度的增加而明显降低；腐蚀坑的最大深宽比是影响管钢腐蚀坑处的应力集中系数的主要因素。研究结果可为在役管线力学性能进行评估预测，对预防管道泄漏及生命周期提供分析依据。     

弯矩作用下玻璃钢内衬再生复合管稳定性能分析

为研究弯矩作用下玻璃钢内衬再生复合管的稳定性能,采用有限元分析软件,基于层间双线性本构关系,建立玻璃钢内衬再生复合管有限元模型,分析外管腐蚀程度和内衬层厚度对玻璃钢内衬复合管稳定性能的影响,得到复合管受弯作用的应力云图并提取弯矩-管道中心点位移曲线。结果表明:外管壁与玻璃钢内衬层之间的层间作用力在一定程度上限制了管道变形的快速发展,提高了复合管的极限弯矩与因屈曲导致管道失稳破坏前的抗变形能力。带腐蚀坑的复合管道的变形与应力主要集中在腐蚀坑最深处周围,随着腐蚀深度的增加,弯矩极值逐渐降低。     

索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估

根据吊索镀锌钢丝腐蚀疲劳破坏特点,把镀锌钢丝腐蚀疲劳纹形成和扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、蚀坑萌生、蚀坑形成、短裂纹扩展、长裂纹扩展和断裂破坏等阶段,建立各阶段时间表达式,得到镀锌钢丝疲劳寿命表达式,提出基于断裂力学的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估研究结果方法。通过算例分析复杂运营条件下腐蚀环境和应力幅等因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响,研究结果表明：吊索钢丝腐蚀疲劳寿命主要由钢丝镀锌层腐蚀、蚀坑发展和短裂纹扩展等3个阶段组成,为了准确地评估吊索腐蚀疲劳寿命,需要掌握大桥的运营环境和交通荷载。     

氯盐腐蚀钢绞线的断裂效应分布模型

建立腐蚀钢绞线的断裂效应分布模型是基于概率理论计算腐蚀预应力混凝土构件剩余承载力的基础.以前期氯盐腐蚀钢绞线蚀坑尺寸测量统计试验工作为基础,采用有限元模拟和概率统计方法建立了不同平均腐蚀程度钢绞线在不同平均应力水平下的断裂效应分布模型.     

7A52铝合金电化学局部腐蚀行为

为进一步研究7A52铝合金的耐蚀性能和应力腐蚀敏感性,运用电化学方法研究了7A52铝合金在3.5%NaCl溶液中的局部腐蚀行为.用光学显微镜、扫描电子显微镜观察了腐蚀形貌.试验结果表明,Mg₂Si首先发生阳极溶解,一些尺寸较小的Mg₂Si被完全腐蚀,产生自身的点蚀坑.然后Mg₂Si的电位正移与周围基体形成新的腐蚀电偶,其边缘基体作为阳极被腐蚀.被腐蚀的基体形成空穴,Al3+在空穴中聚集并水解,空穴中产生酸性环境.被空穴包围的Mg₂Si脱离基体,形成更大的点蚀坑.AlMnFe在整个试验中并未发生腐蚀.     

球形腐蚀坑油管下入弯曲井段安全性评价

采油工业中,油管在出现腐蚀坑后一般仍会反复使用,而腐蚀坑会导致油管在下入弯曲井段过程中出现屈服甚至失效,针对该问题,在弹塑性有限元理论基础上,建立了油管下入弯曲井段的力学模型.研究了腐蚀坑深度、腐蚀坑数量以及腐蚀坑间距对油管在不同曲率井段中下入安全性的影响.结果表明,腐蚀坑的深度和间距是决定油管能否再次下入的主要因素,而腐蚀坑的体积和数量则会影响到油管的使用时间和使用次数.初步得到了一套球形腐蚀坑油管在弯曲井段中下入的安全性评价方法,研究结果可为球形腐蚀坑油管在弯曲井段中的下入安全性分析提供理论依据和数值参考.     

预腐蚀LY12CZ铝合金疲劳裂纹扩展行为研究

腐蚀疲劳是一种在机械应力和腐蚀介质联合作用下的材料退化行为。这种材料退化对于航空工业是一个严峻的问题。因此利用扫描电镜原位技术对于预腐蚀LY12CZ铝合金进行了实验研究。实验结果表明腐蚀损伤对于铝合金疲劳裂纹扩展行为具有强烈的影响,这种影响可以用腐蚀坑深度来表征。并提出了一种评价铝合金腐蚀疲劳裂纹行为的方法。     

核动力装置管道有限元分析及VR仿真研究

针对不同点蚀坑深度,利用有限元分析软件分析核动力装置高压管道内部的静态应力分布,并结合奥氏体不锈钢的材料特性计算出管道最小安全系数。利用VR技术,对高压管道应力腐蚀的整个过程做了直观的虚拟仿真。结果表明:点蚀坑的存在会导致高压管道安全系数下降,但安全系数与点蚀坑深度之间的关系呈现出不同的发展阶段,即安全系数快速下降阶段、相对稳定阶段以及再次下降阶段。     

腐蚀凹坑干涉效应与疲劳寿命计算

为了寻求由于腐蚀凹坑尺寸差异引起的干涉效应对凹坑周围应力的影响和预测腐蚀疲劳寿命,采用ANSYS分析和计算不同中心距和深度的腐蚀凹坑在内压作用下的应力分布规律及其疲劳寿命。结果表明：最大应力值随着凹坑深度而增加,但疲劳循环次数却下降,当凹坑深度与器壁厚度大于1/3时其最大应力增长幅度较大;当两凹坑在相切且凹坑深度大于4 mm时干涉效应最显著,应力集中现象更为严重,其疲劳循环次数急剧减少;当相邻两凹坑不相交时干涉效应不明显,相邻两凹坑的最大应力分布及疲劳循环次数均与单凹坑时相近,即两凹坑之间几乎无影响。     

Analysis of the stress intensity factor of welded joints under prior corrosion and complex stress fields

Taking cruciform welded joints under different corrosion degrees, together with 45° inclined angle and full penetration load-carrying fillet, as the research object, the stress intensity factor of a quarter-circular corner crack of welded joints is calculated based on FRANC3D with ABAQUS. Effects of different corrosion pit sizes, crack aspect ratios, and crack depths on stress intensity factor are analyzed. The results show that pit depth plays a major role in stress intensity factor, while the effect of pit radius is relatively small. The cracking modes of the surface and the deepest point are mode I, and mixed modes I and II, respectively. Effects of pit depths, crack aspect ratios, and crack depths on the stress intensity factor at the surface point are greater than at the deepest point.

     

内压等径大开孔壳体应力集中的有限元分析

应用ANSYS有限元程序,选取空间壳体单元SHELL63,对内压容器壳体上的等径大开孔接管结构进行应力分析,得到接管部位的应力分布规律和孔边应力集中系数方程式.讨论SCF,结果表明仅用SCF来判断最大应力值不合理.工程应用表明:采用有限元分析软件能够很好地解决设备大开孔问题,为合理设计和类似结构在一定条件下能否安全使用提供了重要参考依据.     

锈蚀钢筋混凝土梁受剪性能评估

正确评价锈蚀钢筋混凝土梁受剪性能是科学评估锈蚀钢筋混凝土结构可靠性和耐久性的关键之一。从锈蚀钢筋混凝土梁斜截面受剪性能退化机理的角度,分析了影响锈蚀钢筋混凝土梁受剪能力的主要因素以及关于抗剪承载力研究方面目前存在的问题,并用已有的实验数据对现有的抗剪承载力计算模型进行了评估。研究表明:现有的钢筋锈蚀程度描述方法不能客观地反映自然锈蚀中的坑蚀,更无法考虑坑蚀引起的应力集中问题;基于名义应力或名义强度的锈蚀钢筋力学性能指标无法科学地地描述锈蚀钢筋的力学特征,锈蚀钢筋和混凝土之间粘结性能应考虑自然锈蚀中坑蚀以及严重锈蚀时锈胀现象的影响,已有的各种锈蚀钢筋混凝土抗剪承载力计算模型均存在一定的片面性。     

含有凹坑缺陷的发酵罐安全评定及静力分析

为了保证发酵罐的安全运行,根据GB/T19624-2004《在用缺陷压力容器安全评定》对含有轴向排列凹坑缺陷的发酵罐进行安全性评定,同时利用ANSYS对发酵罐含有不同数量及间距的凹坑进行静力分析。结果表明：轴向排列的多凹坑在缺陷深度与壁厚比值为2/3即凹坑缺陷深度为4mm时,虽然存在不同数量及间距的凹坑缺陷,但设计压力始终小于最高容许工作压力,即罐体处于安全的状态;此外,最大应力值和应力集中系数与数量和相邻凹坑间距之间有一定的规律,最大应力值和应力集中系数与凹坑缺陷的数量成正比,而与相邻的凹坑间距成反比,特别是在间距L/X≤3时其变化幅度较大,而在L/X>3后趋于恒定。     

ANSYS在整体式排水圆管分析中的应用

基于ANSYS APDL参数化设计语言编写程序,利用程序对整体式排水圆管进行数值计算.模型中考虑了不同荷载的施工方法,并利用路径映射技术实现了各截面的内力输出,从而合理地揭示了在土压力、外水压力和自重的共同作用下整体式排水圆管的位移、应力和内力分布规律.最后通过工程实例,验证了程序的可靠性.