含腐蚀坑缺陷悬空管道的安全研究

以西一线甘肃段某天然气管线为工程背景,由于土壤长期对管道腐蚀性影响及不良地质作用,含有腐蚀缺陷管道意外产生悬空。利用ASME B31G,DNV RP-F101标准和PCORRC方法对在役含腐蚀坑缺陷悬空管道中允许的腐蚀坑缺陷尺寸进行了确定。基于应变失效准则,建立管道在不同地区的失效判别标准,借助Abaqus有限元分析软件,研究含腐蚀坑缺陷悬空管道的失效位置及腐蚀坑缺陷的长度和深度对管道应力、应变、位移和对管道的安全、极限悬空长度的影响,结果表明,腐蚀缺陷深度系数对管道影响较大,当深度系数k1≥0.4后,管道的安全和极限悬空长度急剧减小,管道极易发生失效。     

含腐蚀海底悬空管道的安全研究

海底管道悬空在滩浅海海域是常见的现象,为确定当悬空管道存在腐蚀的情况下,对海底管道的安全评估所产生的的影响,通过有限元分析的方法,研究了腐蚀在海底悬空管道不同轴向位置上,对海底管道的受力影响。     

离散变量桁架非概率可靠性优化设计

相较于连续变量优化设计,离散变量优化设计能够给出更符合工程实际需求的结果.本文采用区间变量描述结构不确定参数,提出一种离散变量桁架非概率可靠性优化设计方法.首先,建立了以杆件横截面积为离散设计变量,以桁架重量为目标函数,具有非概率可靠性指标约束的结构优化设计模型.其次,采用分段惩罚函数对离散变量进行连续化处理,得到相应...     

含组合腐蚀缺陷压力管道剩余强度分析

应用计算机辅助工程分析系统，对含有两种交叠缺陷的腐蚀管线的剩余强度进行了有限元分析，分析中考虑了材料非线性和几何非线性，得到了一些有参考价值的结论。     

考虑权重因素的非概率可靠性模型

利用区间变量描述参量的不确定性,基于加权平均理论和PDF(possibility degree formula)区间比较法则,依据非概率区间分析方法,建立考虑权重因素的非概率可靠性模型.该模型更进一步地利用数据信息,提高数据积累阶段的可靠性评估精度;将非概率可靠性指标统一到概率可靠度上,有很好的工程应用价值.最后利用算...     

影响含腐蚀缺陷管道剩余强度的参数分析

对比ASME B31G,API 579,DNV RP-F101,PCORRC等评价方法中的鼓胀因子、流变应力、腐蚀面积、缺陷长度等参数对管道剩余强度的影响。分析表明:管材的级别越高,不同标准之间的流变应力的定义的差异越小;NG-18公式仅适用于短缺陷;与实际爆破试验数据相比,ASMEB31G标准相对误差较大,DNV RP-F101和PCORRC标准评价结果相对误差较小。     

腐蚀条件下悬空海底管道的受力分析

腐蚀失效是海底管道面临的的主要风险之一。为研究不同腐蚀条件对海底管道强度的影响,通过考虑腐蚀的腐蚀深度、环向角度、轴向长度等各个不同的参数对悬空管道的强度影响,开展了不同腐蚀条件下悬空海底管道的强度评估研究。结果表明:管道的最大等效应力随着腐蚀深度基本成线性变化;悬空管道腐蚀区域上的最大等效应力是随着腐蚀环向角度的增大而减小,在环向角度较小时,最大等效应力随着环向角度的增加减小得较快;在腐蚀长度较小时悬空管道腐蚀区最大的等效应力也较小,但在腐蚀长度到一定的大小之后,腐蚀区的应力大小有一定的起伏,但总体上腐蚀长度对于悬空管道腐蚀区的最大等效应力的影响不大。     

含腐蚀缺陷油气管道适用性评价研究进展

适用性评价是对含腐蚀缺陷的管道能否继续使用以及如何继续使用的定量分析和评估的方法。适用性评价方法由剩余强度评价和剩余寿命预测两个部分组成。阐述了近年来含腐蚀缺陷的油气管道适用性评价方法的进展,重点阐明了评价剩余强度的方法,归纳了预测剩余寿命的途径,概述了腐蚀管道适用性评价领域的发展方向。     

传动轴概率-非概率混合可靠性分析

实际传动轴可靠性分析中,一部分变量由于样本数量多可以用概率密度函数描述,一部分变量只知道其变化区间。针对这种情况,提出传动轴概率-非概率混合可靠性分析模型,该模型能同时考虑了传动轴的概率和非概率两种不确定因素的影响以及传动轴刚度失效和强度失效两个方面。通过1阶Taylor展开和区间扩张,求出传动轴可靠度的上界与下界。通过和传统概率可靠性分析相对比较,算例验证了该方法的正确性和有效性。     

平面轨迹机构时变可靠性分析的联合概率方法

机构运动时变可靠度用以度量机构在指定运动区间上的满足运动要求的概率,该类可靠度反映了机构运动的总体效应,其实质为机构系统可靠度。现有针对函数生成机构提出的运动时变可靠性分析方法不适用于轨迹机构的可靠性分析。为此,提出一种基于联合概率的轨迹机构运动时变可靠性分析方法。对于轨迹型机构,在任一坐标分量上的运动误差超过允许误差就意味着机构运动失效,因此可认为平面轨迹机构包括两种失效模式。基于此,将平面轨迹机构的系统可靠性处理为由各失效模式组成的串联系统可靠性,同时每个坐标分量也处理为N个轨迹离散点构成的串联系统,进而采用多维正态分布函数实现轨迹机构的运动可靠度求解,最后给出两个平面轨迹机构验证方法的有效性。     

基于人工神经网络的腐蚀管道的可靠性分析

在工程机械设计中。结合有限元计算，引入人工神经网络的方法对具有腐蚀、弯曲等有损伤的管道进行可靠性分析，使得不完整结构的可靠性分析问题得到了很好的解决．为今后的可靠性分析提出了简洁、方便的方法。     

考虑可靠性鲁棒的结构非概率优化设计方法研究

传统基于概率模型可靠性设计优化(Reliability-based design optimization, RBDO)通过制定结构性能的概率约束,使得设计结果符合可靠性要求。然而,在参数信息缺乏时,准确的参数概率密度函数难以获取,且在不确定性因素影响下可靠性的稳健性并未被考虑。在参数信息缺乏的情况下,本文中利用非概率凸模型去有效地度量参数的不确定性。根据非概率可靠性分析理论,将极限状态函数进行泰勒展开,利用非概率可靠性指标的灵敏度分析,建立非概率可靠性的鲁棒性指标。将非概率可靠性设计优化与非概率鲁棒性设计集成到统一的设计模型中,结合SORA(Sequential optimization and reliability assessment)方法和微型多目标遗传算法进行求解。最后,通过两个工程算例分析结果,表明所提优化模型的可行性。     

水流作用下含轴向裂纹悬空管道数值分析

合理划分缺陷周围有限元网格,并计算裂纹位置、跨度、裂纹所处角度对管道应力分布的影响,确定后续研究中使用的裂纹位置,跨度和裂纹角度。以此为基础分析裂纹尺寸、管道内压力和管道外部水流绕流所产生的激振力对管道应力和疲劳寿命的影响。结果表明,水流作用下含轴向裂纹悬空管道,水流激振力对管道峰值应力和疲劳寿命影响最大。     

结构可靠性分析的概率和非概率混合模型

在结构可靠性分析中需要合理地定量处理影响结构性能的诸多不确定性。不确定性的模拟既可以是概率的，也可以是非概率的。文中简要介绍结构可靠性分析的概率方法和基于区间模型的非概率可靠性方法。提出结构可靠性分析的概率和非概率混合模型。通过两级功能方程的逐次建立及可靠性分析，给出结构可靠的概率度量。实例分析说明在结构可靠性分析中，应根据不确定性的产生机理及所掌握的数据信息合理地选取分析模型。     

多学科系统非概率可靠性分析研究

基于不确定参数的凸集合描述,研究了多学科耦合系统的非概率可靠性分析问题。由于多学科系统分析的迭代性质,直接求解非概率可靠性模型将包含两个嵌套的循环,计算量较大。本文根据“同时分析和设计(SAND)”的思想,建立了求解非概率可靠性指标的SAND模型,使其求解仅包含一个单级循环(优化过程),较大程度上减少了计算量。通过一个典型的多学科分析算例比较了两种方法的计算结果和计算量,表明本算法是合理有效的,同时比较了概率可靠性与非概率可靠性指标的异同。     

驾驶室ROPS性能非概率可靠性分析

采用非线性有限元分析方法对安全驾驶室翻车保护装置(ROPS)进行强度计算并对其进行可靠性分析。利用超椭球凸模型理论量化材料的弹性模量、泊松比、密度的不确定性。针对极限状态函数复杂或为隐式函数的问题,采用薄板样条插值高维模型(TPS-HDMR)作为近似模型进行非概率可靠度分析,最后运用改进一次二阶矩算法(i HL-RF)求解非概率可靠度指标。结果表明:在材料参数的不确定范围内,该驾驶室可靠性满足设计要求。     

含腐蚀缺陷弯管的极限载荷分析

应用有限元分析软件ANSYS对含腐蚀缺陷弯管在内压载荷作用下进行有限元分析。分析中考虑了材料非线性和几何非线性的影响,并根据Binfu失效准则,计算分析出弯管不同缺陷尺寸对弯管极限载荷的影响、弯管缺陷处的应力分布状态以及缺陷处随内压改变而变化的应力应变图。根据腐蚀区的应力应变图,对模型的塑性极限载荷压力进行预测,得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律。     

含平面缺陷的压力管道在静载下的可靠性指标

以Ｌｒ为广义强度,以Ｋｒ为广义应力,参照ＳＡＰＶ－９５规范得出了功能函数Ｍ,据此对静载下含平面缺陷的压力管道进行了可靠性分析;提出了计算其可靠性指标的快速收敛的迭代算法,并分析了可靠性指标与Ｌｒ和Ｋｒ的均值及变慢系数的关系,得出了可靠性指标定量衡量静载下含平面缺陷的压力管道的安全状况的结论。     

含概率盒变量的动力总成悬置系统可靠性分析

动力总成悬置系统(Powertrain Mounting System, PMS)的可靠性分析存在不确定参数建模不准确和计算效率低下的问题。因此,文中将概率盒(probability box, p-box)引入到PMS不确定性分析中,并提出基于拒绝采样原理的PMS混合不确定性分析方法。首先,为了获得固有特性计算方程,建立PMS的12自由度模型;然后,分析随机变量和参数化p-box变量的特点,实现两种变量的统一表达;再次,提出一种基于双层蒙特卡罗抽样法和基于拒绝采样原理的混合不确定性分析方法,实现PMS固有特性响应的不确定性分析;最后,通过实际案例验证了所提方法的有效性和高效性。