含凹坑圆柱壳的剩余强度系数

应用API579局部减薄2级评定方法的原理，研究了含椭球面和球面凹坑圆柱壳剩余强度系数（RSF）的计算方法，建立了简便的计算公式；系统地计算了轴向含椭球面和球面凹坑圆柱壳的RSF值，并用表格按圆柱壳椭球面凹坑的两个参量a和g列出了能直接用于工程评定的RSF值。对GB／T19624中圆筒形容器的凹坑评定方法进行了讨论。     

含球形凹坑球壳构件剩余强度系数的计算

研究了球壳表面球形凹坑断面面积的计算方法,建立了计算公式,应用API579局部减薄2级评定方法,分别对外壁和内壁含球形凹坑的球壳建立了剩余强度系数RSF的计算方法;分析了球壳凹坑RSF计算结果的规律性,用表格按球壳凹坑的两个参量a和g列出了能直接用于工程评定的含凹坑球壳的RSF值,并提出了内壁含球形凹坑球壳免于评定的简便判据。对GB／T19624中球形容器凹坑的评定方法进行了讨论。     

含局部减薄缺陷圆柱壳的评定方法

在含局部减薄缺陷圆柱壳承压构件的完整性评定中,BS 7910,API 579和Janelle评定方法备受关注。采用100多个纵向含矩形面积缺陷承压管爆破失效的试验剩余强度系数RSFb,检验和评价了三种评定方法中剩余强度系数RSF计算式的精度,当α=a/t≥0.7时,三种方法都可能不安全;对BS 7910单个矩形缺陷计算式RSFB的鼓胀系数作了重要修正,建立了改进的1级评定方法的计算式RSFL;并提出了类似于API 579 2级评定的评定方法。     

压力管道直管段局部减薄缺陷评定的新公式

研究了压力管道含局部减薄直管段的评定理论和方法:利用剩余强度系数的新公式和爆破失效剩余强度系数的新数据,建立了外壁含规则化减薄直管段(圆柱壳)剩余强度系数的计算式RSFo;应用薄壁直管剩余弯矩系数m的计算式、边界理论解和有限元计算结果,建立了内外壁含规则化减薄直管段剩余弯矩系数RMC的计算式;提出了失效载荷因子的新概念,导出了规则化减薄直管段的失效准则、判据和极限弯矩的计算方法;由失效判据导出了规则化减薄直管段的安全评定判据,建立了含局部减薄直管段的评定方法。     

蒸发器含缺陷传热管爆破压力的计算

以传热管缺陷的伤深比α和当量长度比γ为参量，采用含缺陷直管段试样的爆破压力测量值和选定的拟合函数，经过变换后，应用最小二乘法建立了含缺陷传热管爆破压力的拟合公式。应用拟合公式计算了两种材料传热管60多个试样的爆破压力和剩余强度系数（RSF），其计算值和测量值的误差都在工程计算精度范围之内。     

含凹坑缺陷的压力管道的失效率

根据SAPV－96，即《含缺陷压力容器安全评定》中的延性断裂准则，以凹坑深度Z为广义强度，以管道压力p为广义应力，得出了含凹坑缺陷的压力管道的安全裕度M；提出了计算其可靠性指标β的快速收敛迭代算法－三阶段法；求出了其失效率Pf，并讨论了Pf随Z和p的均值及变异系数的变化。     

壳板组合结构功率传递分析

壳板耦合是圆柱壳组合结构中最常见的连接方式。为了研究壳板组合结构的功率传递规律,利用有效点导纳分析周向均布激励下圆柱壳表面振动响应的分布规律,得出圆柱壳振动响应理论计算公式;通过给出圆周线导纳的定义及其表达式,计算带端板圆柱壳的振动响应均方值之比。理论计算结果表明:壳板振动响应均方值之比随频率的增高逐渐增大,但其值始终小于1。实验测量结果与理论计算吻合,其值围绕理论值上下波动,表征了理论计算公式和分析结果的正确性和合理性。     

基于无缝表征模型的油气输送管道安全裕度与剩余寿命在线监测平台研制

以API-579无缝表征模型为基础搭建油气输送管道安全裕度与剩余寿命在线监测平台,集成了油气管道现场点蚀数据采集,云服务器管道寿命分析与预测功能。通过引入点蚀占有比m概念,平台将API-579规则的8个标准模态关系式集成为统一的函数模型,能够表征各级状态下的点蚀模态图像的剩余强度RSF。在此基础上,带入不同时间测量的数据即可得到随时间变化的剩余强度系数RSF与剩余壁厚比Rwt数据关系,实现了对含点蚀缺陷油气管件的安全裕度仿真,从而获得一条失效路径,为安全评估人员做出正确评价提供可靠的技术支持。同时平台保留了对其他国际主要规则的应用。     

亚临界雷诺数下凹坑圆柱绕流数值模拟分析及减阻性能研究

为研究非光滑圆柱绕流减阻性能,采用SST k-ω湍流模型对亚临界雷诺数R_e=40 000下凹坑圆柱绕流进行数值模拟及减阻性能研究。对凹坑深度、内部形状、分布形式进行了结构参数敏感性分析,研究各参数对凹坑圆柱绕流减阻性能的影响规律。结果表明:凹坑圆柱具有较好的绕流减阻效果;阻力系数、升力系数均随凹坑深度增加呈先减小后增大的变化趋势,且在h=0.015D时,凹坑圆柱绕流具有最佳减阻效果;圆柱形凹坑圆柱平均阻力系数为0.923,球面形凹坑圆柱平均阻力系数为0.94;菱形分布凹坑织构的圆柱绕流阻力系数平均值为0.923,矩形情况为0.973。     

人工缺陷对S38C车轴钢疲劳极限的影响

采用布氏硬度计和电火花烧蚀方法在S38C车轴钢疲劳试样上引入压痕和电火花凹坑两类人工缺陷,研究含不同尺寸人工缺陷试样的疲劳极限,并与Murakami模型的计算结果进行对比。结果表明:疲劳裂纹从人工缺陷底部萌生;在研究范围内,含人工压痕和电火花凹坑试样的疲劳极限均随着缺陷投影面积的增加而呈线性降低趋势;在缺陷于横截面上投影面积相同条件下,试验得到含电火花凹坑试样的疲劳极限比含人工压痕试样的低30 MPa左右,含人工压痕试样的疲劳极限试验值比计算值高约50MPa,而含电火花凹坑试样的疲劳极限仅比计算值高约20MPa,含该类缺陷试样的疲劳极限可由Murakami方程进行近似预测。