中径公式应用于厚壁圆筒设计的条件

厚壁圆筒在内压力作用下处于三向应力（ 轴向应力、环向应力和径向应力） 状态, 按不同的失效准则和强度条件有不同的设计公式。ＧＢ１５０ —１９９８《钢制压力容器》采用的是弹性失效准则, 规定对设计压力ｐ≤０－４［σ］ｔ且不超过３５ＭＰａ 的压力容器按中径公式进行设计。通过对弹性失效准则下４ 种强度理论、中径公式及厚壁圆筒实测值的比较和实例验证, 表明用中径公式设计的高合金钢厚壁圆筒, 在水压试验时其内壁的应力有时超过材料的屈服极限, 使容器出现屈服现象。由此提出按弹性失效准则将中径公式应用于厚壁圆筒设计的条件为设计压力ｐ≤０－３５４［σ］ｔ且不超过３５ＭＰａ。     

超高压容器设计实例浅析

针对超高压容器设计标准GB/T 34019—2017《超高压容器》无可供参考的设计实例、超高压容器设计计算过程复杂的现状,以某深水试验超高压容器的设计计算为例,提供了包括设计计算和强度校核的完整计算过程,介绍了超高压容器试验压力、塑性垮塌失效评定、局部过度应变失效评定、疲劳失效评定、筒体端部和筒体螺纹及螺塞螺纹强度校核、筒体螺纹及螺塞螺纹疲劳评定等计算细节。应用ANSYS有限元方法,按照绘制真实应力-应变曲线、建立有限元模型、确定载荷工况、弹塑性数值计算、确定应变极限、合格判定6个步骤进一步细化了局部过度应变失效评定计算。     

超高压容器液压试验压力的探讨

根据超高压容器的失效准则、强度计算、安全系数的选取和储存巨大能量等方面的特殊性,并结合冶金、制造、检验和使用的现状,作者提出了确定超高压容器耐压试验压力的计算公式,可供设备使用厂家和安全检测人员参考。     

压力容器失效准则的应用分析

压力容器的安全评价是杜绝事故发生的关键过程,如何选择合适的失效准则至关重要.对现行压力容器的几种主要失效准则进行了论述;用有限元分析软件针对不同壁厚的管道进行了基于弹性失效准则和塑性失效准则的失效压力计算,其中考虑了材料的真实应力-应变曲线对失效压力的影响;并利用FouPel经验公式进行基于爆破准则的失效压力计算.最后...     

基于爆破失效准则的薄壁容器试验压力系数

应用基于概率统计理论的可靠性设计方法,根据爆破失效准则,在最苛刻的试验压力条件下,分析了按标准设计的薄壁内压容器可接受的爆破强度最小初始可靠度范围。从控制薄壁内压容器在不同工况下最小初始可靠度的角度,对其试验压力系数与安全系数进行了探索。     

确定钢制压力容器试验压力的可靠性理论

基于钢制内压容器静强度在压力试验时的可靠度分析,建立了统一确定钢制压力容器试验压力的可靠性理论.认为钢制压力容器进行压力试验的目的有三个(1)使试验压力可能的最小值大于设计压力的可靠度不小于95%;(2)把试验压力可能的最大值控制在一定范围内,尽量让容器在试验时不出现不必要的事故,并把容器在试验时不出现事故的可靠度控制在允许的范围内,确保容器在试验时的安全性;(3)通过压力试验,预测性地把容器在正常操作时的可靠度控制在允许的范围内,确保容器操作时的安全性.在不同失效的准则下,对钢制压力容器静强度的可靠度、试验压力大小与安全系数的关系进行定量探索.结果表明,文中对试验压力系数的取值与我国的标准完全一致.     

油气管道失效抗力指标与技术要求的探讨

从油气输送管的主要失效模式和失效抗力指标出发,讨论了采用以断裂力学为主的设计准则时对管道材料的性能要求,并对控制材料屈强比的意义和油气输送管的韧性要求进行了详细讨论.作者认为,采用不同设计准则时,对其性能要求应有所不同,在制定管道材料技术规范时,应以获得高的最佳性能指标组合值为依据.采用YBB设计准则时的最佳性能指标组合为K_IC/σ_y,采用LBB设计准则时的最佳性能指标组合为K_IC²/σ_y.文中给出了与塑性失稳对应的管道材料韧性要求.     

各向异性度对水平井井壁稳定性的影响

本文使用软件Matlab编程计算不同各向异性度井壁处最小主应力分量,然后通过拉伸失效准则和剪切失效准则来分析水平井壁的稳定性。结果表明:在不同的各向异性度下井壁切应力、最小主应力分布值之间都存在明显的差距,在应力最大值和最小值处这种差距体现得最为明显;对于不同各向异性度,最小主应力分布几乎与各向同性的应力分布一致;随着各向异性度的增加,井壁的拉伸失效趋势增加,而剪切失效趋势减小。     

基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价

现行管道设计标准大多遵循传统的基于应力的设计准则,当管材出现屈服和应变强化时,基于应力的设计准则便不再适用。为了有效开展基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价,需要解决驱动力的应变表征和失效准则确定两个关键问题。通过对含环焊缝根部裂纹的高钢级管道进行有限元分析,得到基于应变的裂纹扩展驱动力,研究了缺陷尺寸、强度匹配及压力等因素对环焊缝应变能力的影响;对比分析了两种管道环焊缝断裂失效准则并明确其适用性。分析结果表明：缺陷尺寸不仅影响裂纹扩展阻力,而且影响裂纹扩展的驱动力,裂纹深度较长度对基于应变裂纹驱动力的影响更为明显;高匹配焊接的环焊缝具备更强的应变能力,承载能力也相应增强;错边和变壁厚等根部不连续会削弱环焊缝的承载能力;基于裂纹失稳扩展失效准则评价的是极限应变能力,对环焊缝的断裂韧度要求很高,建议选择基于断裂韧度准则的评价方法。所得结论可为高钢级管道环焊缝应变能力评估提供技术参考。     

地质灾害引发管道失效的应变分析

近年来很多基于应力设计的管道,在地质灾害等因素作用下,承受了超出设计条件的塑性变形,有的甚至引发了失效事故。对这些事故进行失效分析时,参考基于应力的准则,往往无法获得客观的结论。针对该问题,以某天然气管道环焊缝断裂的失效事故为例,以基于应变的准则,分析地层运动作用下的管道环焊缝的失效行为。结果表明,管道环焊缝在地层运动引发位移控制荷载的作用下发生了破坏。通过测量管道变形量,使用应变准则进行失效分析,可以定量获得管道失效环焊缝的临界应力及应变分析结果。     

压力容器分析设计的实施方法

钢制压力容器的分析设计方法是基于塑性失效准则及弹塑性失效准则的设计方法。主要适用于设计压力不大于100MPa或具有交变载荷的容器。是以应力分析报告为基础的设计方法。分析设计的实施方法是，先对容器及部件进行载荷分析、结构分析和应力分析，再进行强度校核、应刀分类和评定，最后写出应力分析报告。并以此为基础做结构设计和确定容器壁厚。这对于新颁布的《钢制压力容器一分析设计标准》（JB4732—95）的执行，将具有一定的参考价值。     

LNG围护系统结构失效模式的有限元模拟

LNG运输船设计关键技术之一是液舱围护系统的结构安全设计。为了保证LNG液体的运输安全,需要特别关注围护系统的结构设计,其中对结构失效模式及其发生机理的研究具有很高参考价值。为了能够全面研究薄膜型液舱结构特性,采用基于有限元的数值模拟方法,针对在晃荡荷载下的结构响应,建立了一种简化的二维有限元模型。根据层式复合材料特点,分别选取对应的强度失效准则,分析结构的失效模式。数值分析结果显示,首层聚氨酯泡沫层在晃荡荷载作用下最先发生压溃破坏,在MARKⅢ型液舱设计中应该被重点关注;其他的结构失效模式依次为:次层聚氨酯泡沫层压溃失效、层合板剪切失效以及树脂绳压溃失效。采用数值模拟进行围护系统的截面失效模式分析,能够快速高效地指导LNG液舱结构设计,是在液舱设计领域新的应用尝试。     

钢制薄壁内压容器静强度的初始可靠度与安全系数

应用基于概率统计理论的可靠性设计方法,从控制初始静强度最小可靠度的角度,对钢制薄壁内压容器静强度的安全系数进行了研究。分析认为在屈服失效准则下可取安全系数n,大于或等于1.55,在爆破失效准则下可取安全系数nb大于或等于2.35。     

扁平绕带式容器的可靠性安全系数

应用基于概率统计理论的可靠性设计方法,对扁平绕带式容器的静强度进行统计分析.结果表明(1)扁平绕带式容器的实际静强度与理论预测值之比基本服从正态分布;(2)从分析静强度初始可靠度的角度,对扁平绕带式容器的安全系数进行分析研究,认为在屈服失效准则下可取安全系数ns≥1.50,在爆破失效准则下可取安全系数nb≥2.50.分析结果为编制以可靠性分析为基础的压力容器标准提供了依据.     

基于应变的管道环焊缝表面裂纹有限元分析

现行的管道设计标准大多遵循传统的基于应力的设计准则,当管材出现屈服和应变强化时,准则便不再适用。为此,建立了内压作用下三维管道环焊缝缺陷仿真模型,采用基于应变的设计方法对其承载能力进行了分析,探讨了其影响参数的变化规律,计算了不同管径时管道的拉应变极限和失效压力。分析结果表明:材料韧性越好,裂纹尖端抗开裂性能越好,在管道设计施工中应合理选择焊材与管材的强度及韧性匹配;相比于管道尺寸,裂纹缺陷尺寸对管道承载能力的影响更大,尤其是缺陷深度。所得结论可为管道环焊缝缺陷完整性评估提供理论指导。     

近海石油平台动态疲劳可靠性模糊控制模型

同时考虑随机性和模糊性的动态疲劳可靠性控制问题十分复杂,根据检测结果和失效准则的模糊性,借鉴最小平均费用率模型的原理,提出一种简单可行的近海石油平台动态疲劳可靠性模糊控制的新模型。该模型考虑到资金的时间效应以及平台失效所造成损失随时间的变化规律,将有关结论推广到平台系统,验证了检测结果和失效准则的模糊性对动态疲劳可靠性控制的影响。考虑模糊不确定性可以得到更为合理的结果。     

长输管道腐蚀缺陷安全评价准则选择探讨

介绍了管道缺陷安全评价发展历程,阐述了国际通用的管道缺陷安全评价准则,包括修正的ASMEB31G,BS7910,DNV-RP-F101,PCORRC准则,以及C-FER模型和PDAM模型.收集近100例不同钢级(X42～X100)含腐蚀缺陷的管道参数、缺陷特征和爆破/失效压力数据,比选了上述评价准则的准确性.最后针对X...     

球形容器的可靠性安全系数

应用基于概率统计理论的可靠性设计方法中的强度 载荷干涉模型 ,对球形容器的静强度进行统计分析。结果表明 :(1)球形容器的实际静强度与理论预测值之比基本服从正态分布 ;(2 )从分析静强度初始可靠度的角度 ,对球形容器的安全系数进行分析研究 ,认为在屈服失效准则下可取常规屈服安全系数ns≥ 1 5 0 ,在爆破失效准则下可取常规抗拉安全系数nb≥ 2 4 0。分析结果为编制以可靠性分析为基础的压力容器标准提供了依据     

GY-82型超高压容器设计及试制

本文从选材、结构、计算、制造及检测等方面对GY-82型超高压容器的设计与试制工作进行了较全面的总结。可供设计、制造、检验单层整体锻造超高压容器的部门参考。     

穿刺工况自升式平台动力灾变特性

针对穿刺引起的自升式平台结构损伤问题,系统研究其动力灾变行为。考虑损伤积累对刚度衰减影响提出构件失效准则,在定义结构抗力和地基抗力基础上提出穿刺工况下平台结构失效准则,以121 m桁架式自升式平台为研究对象,考虑构件损伤演化及桩土动力耦合作用建立平台整体分析模型,并从入泥承载力、损伤影响、约束条件3方面验证了模型适用性;进一步基于整体失效准则开展穿刺工况下平台动力灾变演化模式研究。结果表明：构件损伤演化降低了平台极限承载能力并影响其整体灾变演化规律,CEL法可以有效模拟复杂土层桩土动力耦合作用;穿刺工况下平台失效模式受结构抗力和地基抗力共同影响,其演化规律为未穿刺桩腿与桩靴连接区域杆件由于船体倾斜产生较大弯矩发生塑性变形,随着穿刺深度的增加进一步演化为上下导向块区域桩腿杆件屈曲变形,这与穿刺工况下观察到的桩腿失效模式一致。