低变再沸器管束失效原因分析及改进措施

介绍了低变再沸器的失效原因,分析了设备结构不合理及局部出现的气液界面对设备失效的影响,提出了相应的改进措施并取得良好效果。     

某系列主减速器总成轴承失效分析

在对某系列主减速器进行疲劳试验时,主齿内轴承发生烧蚀断裂,主、从动齿轮局部齿损坏。此失效模式不属于正常失效模式,对其进行失效分析有重要的意义。为了找到引起失效的原因,采取对轴承、齿轮进行理论计算以及失效形式等分析,从源头上探讨问题的所在。     

复杂介质环境下承压设备主导损伤机制的判定与失效可能性分析

2003年以来我们按美国石油协会API 581,API 571等标准,在中国对承压设备开展了大量的风险评估技术研究,掌握了全国近80家大型炼油厂、化工厂及化肥厂的全部装置种类的在用承压设备的风险分布情况,形成了符合中国国情的典型石化装置的失效树及基于风险检验的指导技术文件。但在风险评估实施过程中发现,很多石化装置承压设备因腐蚀介质的多样性、影响因素的复杂性,在实际运行中存在着多种失效模式、失效机理的相互作用,这是现有的API 581标准所没有考虑到的,如果不能确定承压设备在实际服役环境中可能存在的主导失效模式和失效机理及次要机制的影响因素,得到的风险评估分析结果往往与实际情况存在较大差距。在石化承压设备失效事故调查分析、风险评估与试验研究的基础上,就石化工业若干典型复杂介质环境下承压设备多种失效机制共同作用时主导机制的判定方法与次要机制的影响规律开展了研究,针对API 581风险评价中失效可能性计算方法提出了改进建议。     

枚举结构主要失效模式的改进分枝限界法

在对大型复杂结构进行可靠性分析时，主要失效模式的枚举对于确认结构的危险部位以及提高结构系统失效概率的计算效率具有非常重要的意义。文中对分枝限界法进行改进。改进后的分枝限界法可以删除“伪失效模式”和重复的失效模式，降低了枚举次要失效模式的可能性，提高了枚举主要失效模式的效率。     

基于三角模糊软集的FMEA风险评估方法

针对传统失效模式与影响分析风险评估方法应用过程中不同专家模糊评价信息融合的问题,提出基于三角模糊软集的失效模式与影响分析风险评估方法。在失效模式与影响分析风险评估过程中,各评价专家选定失效模式风险评估指标集以及采用语言变量评估,利用三角模糊软集方法中AND运算对各评价专家的评价信息进行融合,分别获得失效模式风险评估三角模糊软集和风险因子融合指标权重。在去模糊化加权的基础上,计算失效模式比较决策表,得到失效模式的风险顺序。以某汽车生产设备的失效模式风险评估为例,验证了该方法的有效性和可靠性.     

承压设备基于风险检验的无损检测技术

承压设备的工程风险是与材质、压力、温度、介质密不可分的。为减少或控制承压设备的工程风险,首先要了解在一定压力、温度和介质条件下,特定材质制造的设备所具有的各种可能的失效机理和失效模式。从基于风险的检验角度出发,讨论了针对承压设备常见的失效机理和失效模式所对应的有效的无损检测方法。     

基于动态因果图的智能仪表一体化失效分析

工业互联网在推动制造业升级换代的同时,也引入了信息安全问题,智能仪表等现场设备面临信息安全风险。为明确和分析在功能安全危险和信息安全威胁下智能仪表的失效原因和危害,本文提出了一体化因果失效分析方法框架,通过对功能安全和信息安全的融合失效分析,实现一体化因果失效路径推理。此外,对失效路径重要度通过结构、概率以及关键程度等属性量化评估,重要度表征失效路径发生的可能性大小,由此实现仪表安全失效场景精确分析。最后,通过智能变送器实践验证所提方法的有效性和可行性。本文通过动态因果图失效路径推理方法,首次揭示了智能仪表内部功能模块间安全失效渗透影响机理,实现仪表功能安全与信息安全一体化失效分析。     

基于DFMEA的减速机设计失效模式及后果分析

简要介绍了DFMEA的概念、评价准则和输出要素。以扶梯减速机的设计开发为例,详细介绍了如何利用DFMEA工具对减速机设计进行项目评价、失效后果以及风险优先系数的计算,并针对输出要素提出了相应的建议措施,最终通过结构改进避免了潜在失效模式风险的发生。结果表明在减速机设计阶段充分利用DFMEA工具可以有效预防潜在失效模式的发生,减轻或消除后期更改风险,提高减速机设计工作的效率。     

金属软管失稳分析及结构优化

金属软管在横向位移和内压作用下发生失稳后,承载能力大幅下降,影响管路系统的安全运行。本文对某DN300金属软管进行了失效分析,确定了其失效模式和失效原因,并有针对性的对相关结构参数调整后进行建模计算,最终获得不同几何参数金属软管在横向位移和内压作用下失稳载荷随几何参数的变化规律。结合曲线的变化趋势,优化该类金属软管的局部结构,为今后其设计和制造提供了理论支撑。     

碳/碳编织复合材料连接结构的拉脱性能分析

对碳/碳(C/C)编织复合材料沉头螺栓与凸头螺栓连接结构在面外载荷下的拉脱强度进行试验和数值研究。测试不同螺栓形式及沉头角度的C/C编织复合材料螺栓连接结构在面外载荷下的失效模式和拉脱性能。结果显示,螺栓形式对结构的拉脱性能有显著的影响,凸头螺栓的载荷位移曲线有明显的线性阶段,接近于脆性失效,沉头螺栓的载荷位移曲线为非线性,表现为双峰值,其更接近于塑性失效。采用ABAQUS建立了基于Hashin失效准则的连接结构非线性接触模型,有效预报了C/C编织复合材料连接结构的失效模式及载荷-位移曲线。得到C/C编织复合材料连接结构渐近损伤过程及失效机理,给出连接参数(螺栓形式、沉头角度和约束面积)对拉脱失效的影响机制。随着沉头螺栓角度的增加,结构的拉脱失效载荷先增加,后降低,在110°附近达到极值,约束区域尺寸变化导致凸头螺栓的失效模式由剪切失效转变为弯曲失效。     

CO_2汽提塔改造后免除水压试验问题的探讨

从水压试验的目的入手,对改造后不进行耐压试验的CO2汽提塔的结构应力、焊接工艺、无损检测和气密性试验等方面进行了研究,并通过基于风险的检验技术(RBI)分析了CO2汽提塔主要的损伤机理、失效可能性、失效后果和风险等级。研究结果表明,改造后的CO2汽提塔的结构强度和密封性满足使用要求;其主要损伤机理为应力腐蚀开裂、外部损伤和腐蚀减薄,但失效可能性很小,为1级,后果为B级,风险水平为低风险,根据主要的损伤机理和风险等级,有针对性的给出了降低风险的措施和建议。     

基于性能数据的产品退化风险评估

风险优先数(RPN,Risk Priority Number)的风险因子由专家打分确定,主观性强。同时,评估过程依赖于失效数据,而高可靠性产品通常难以获取充足的失效数据进行风险评估。为了客观、有效地评估高可靠性产品的失效风险,提出了一种的改进RPN方法。根据退化数据建立产品的Gamma退化模型,推测退化失效的发生概率,评估退化失效模式的发生频度O;用非线性相关信息熵分析产品的性能数据,评估退化失效模式发生对产品功能的影响程度,以此衡量退化失效模式的严重度S;以发生频度和严重度的乘积作为RPN值衡量产品的退化风险。最后,以谐波齿轮为例,验证了该方法的正确性和有效性。     

膜片弹簧离合器盖总成DFMEA应用研究

DFMEA(设计失效模式及影响分析)是一种管理方法在产品设计中的应用,可以实现从设计源头控制产品的质量。以某混合动力轿车匹配离合器设计开发为例,分析了DFMEA的应用方法,建立了离合器盖总成设计的DFMEA模型。利用建立的DFMEA模型,对初始设计方案中的膜片弹簧进行DFMEA分析,首次应用风险矩阵(Risk Matrix)和危害度SO进行风险评估,对膜片弹簧大端凹口连接分离指窗孔处出现断裂的潜在失效模式进行改进并对其进行有限元分析,并最终通过结构改进避免了潜在失效模式风险的发生,从而验证了在产品设计时使用DFMEA能够有效预防潜在失效模式的发生。     

某船用柴油机气马达传动轴断裂失效分析

某项目开发过程中,气动马达的传动轴起动约25～30次时发生早期断裂故障。通过对使用工况、结构特点、硬度分析、金相分析等方面,分析了该气马达传动轴断裂失效的原因。分析结果表明：该传动轴的断裂模式为多源性疲劳断裂。主要原因为异常冲击造成的传动轴花键根部产生初始裂纹,伴随着花键轴不合理的结构设计,不合理的热处理工艺等因素,导致裂纹逐步扩展,最终发展为断裂失效。     

CMM2-15型液压锚杆钻车中支撑架的结构性能及改进研究

针对矿用液压锚杆支架在使用过程中出现的结构变形、局部开裂等失效现象,以CMM2-15型锚杆钻车为分析对象,采用有限元分析方法,开展了支撑架的结构性能研究,得出其尾端左右纵梁及前端纵梁和腹板为整个结构的薄弱部位,存在率先出现结构失效可能性.由此,从结构尺寸、结构组成及材料等方面,开展了支撑架的优化改进,经验证,改进后的支撑架具有更高的结构强度,更能满足设备在巷道施工中的作业需求.     

基于混合多属性决策和关联分析的模糊粗糙FMEA评估方法

为解决面向不确定环境下的产品失效模式与影响分析(FMEA)问题,提出基于混合多属性决策和关联传播分析相集成的FMEA新方法。该方法为有效处理FMEA过程中各阶段专家的模糊性、不确定性评价信息,运用区间形式的模糊粗糙数进行建模。在此建模框架下,首先以模糊粗糙层次分析法构建风险因子权重分析矩阵,并通过自动机算法进行寻优求解得到权重向量;其次引入Kullback-Leibler散度对多准则妥协解排序法模型进行改进并用于风险优先数的计算;最后考虑到失效模式间的交互影响,构建失效模式关联传播复杂网络,通过计算关联输出度、介数、集簇系数等网络拓扑参数对风险优先数进行修正,进而对失效模式的风险性进行全面重新排序。以冶金设备专用大型齿轮箱为例,验证了该方法的可行性与有效性。     

剪切载荷下复合材料加筋壁板的屈曲性能及承载能力试验研究

对3种不同蒙皮/长桁刚度配比的无损与含目视勉强可见损伤(BVID)的复合材料加筋壁板,分别进行剪切载荷下的试验研究,得到了结构的屈曲载荷、承载能力及失效模式,研究成果可为今后复合材料加筋壁板的设计提供参考。试验表明,在一定范围内,剪切试验件的承载能力随着蒙皮/长桁刚度配比的增加而增加,对于蒙皮/长桁刚度配比为3.79的试验件,冲击损伤对结构承载能力的影响较为明显,且帽顶冲击损伤对试验件的承载能力影响更大。对于蒙皮/长桁刚度配比为3.84、3.92的试验件,冲击损伤对试验件的承载能力影响不大,但是冲击损伤降低了局部刚度,造成结构件发生局部屈曲而导致破坏。     

基于灰色理论的改进FMEA方法在装配工艺改善中的应用

应用模糊理论和灰色理论对传统的失效模式与影响分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA)方法进行改进,以B公司汽车雷达生产工艺为研究对象,以提高产品质量和降低生产成本为目的,对产品装配工艺过程中的失效模式和影响因素进行分析和工艺改进。利用模糊理论对专家评价语言进行处理,得到各个失效模式的风险优先序数,结合灰色关联分析法,对失效模式的影响因子S、O和D进行计算,确定失效模式的风险优先级,针对不同类型的失效模式采用不同改善措施,并通过实例分析验证了方法的有效性,以达到提高产品质量、降低产品返修率的目的。     

基于群决策和广义豪斯多夫距离的工艺失效风险评估

为客观准确地评估工艺失效模式的风险,提出了基于模糊理论和最大熵原理的评估方法。该方法从评估区间、模糊因子和置信度三个维度表征专家对严酷度S、发生概率O和可探测度D三个风险因子的评估意见;根据模糊理论和最大熵原理分别确定评估区间内部与外部的数据分布,采用广义豪斯多夫距离计算各专家评估意见之间的相似度,由此得到各专家的权重,进而求得各风险因子的综合评估值及区间形式的风险顺序数;最后用逼近理想解排序方法对区间形式的风险优先数进行了排序。最后将该方向应用于某型飞机方向舵舵机安装工艺的失效模式及影响分析,验证了所提方法的有效性。     

RBI技术在起重机零部件失效概率计算中的应用

传统的起重机检验多采用定期检测的方法,检测周期不合理,且对高风险设备和关键部件的重视不够。参考承压设备RBI分析方法,建立了桥式起重机零部件失效概率求解的RBI计算模型:重新定义了起重机失效概率计算公式,基于系数修正法建立起重机失效概率计算模型,利用层次分析法计算各因子的权重,最后采用灰色综合评价法计算修正系数。基于风险的起重机零部件失效概率计算模型为建立起重机械科学合理的检测策略提供了基础,对起重机械事故预防与安全评估研究具有借鉴意义。