压力容器的可靠性分析

从压力容器事故的原因出发,对各种原因进行统计分析,提出压力容器可靠性的衡量指标,并以此论述概率断裂力学、k应力强度因子等可靠性分析法,最后对压力容器的可靠性发展进行展望,为相关研究提供参考。     

压力容器可靠性优化设计研究

在可靠性优化设计理论的基础上,探讨压力容器可靠性优化设计的一般方法。在应力、强度及其他随机参数均服从正态分布的条件下,以容器壳体金属消耗量最低为设计追求目标,导出压力容器可靠性优化设计的数学模型,用VB语言开发了专用计算机程序。利用该方法和程序,可以得到在一定长径比范围内满足预定可靠性要求的一系列局部优化设计方案,以便用户或制造企业根据实际情况选用。     

钢筋混凝土结构的损伤累积模型

本文在材料、构件和结构三个层次上对国内外关于钢筋混凝土结构损伤累积的研究现状进行了综合和评述，分析其中存在的问题和不足，并对今后的研究工作提出建议。     

基于全场等效损伤测试的累积损伤模型

在固定的一组循环数下,对其中每一预定循环数进行不同应力水平的疲劳试验,并测出材料的韧性变化率,以此为损伤变量得到该组循环数下损伤量与交变应力水平关系的曲线族。该曲线族可以转换成相同损伤量下交变应力与循环数关系的等效损伤线族,通过对三种材料等效损伤线族测试和分析,给出损伤线族方程表达式,由此得到的累积损伤模型可以计算复杂加载下材料的剩余寿命,多级加载实验结果与测试值较好符合。     

可靠性分析在压力容器安全评定中的应用

随着石油化工产业的不断发展,压力容器使用的条件和环境变得更为苛刻,人们经过核心设计、制造和严格控制运行条件,希望确保这类重要设备能在规定的使用期限内安全正常运行。然而,各种因素引起的失效却时有发生,"关键设备的失效评定"已成为工程技术领域急待解决的一个重大课题。     

钢制压力容器试验压力的模糊可靠性理论研究

钢制内压容器的静强度试验要在最严格的压力试验前提下进行其可靠度的分析,要构建完善的钢制压力容器的模糊可靠性理论体系。本文主要研究在有差别的失效准则下,从控制钢制压力容器在试验压力与正常操作两种情况下静强度的可靠度范围,到探索钢制压力容器的静强度可靠度和试验压力及安全系数之间的关系。     

确定性疲劳累积损伤理论进展

著名的Miner-Palmgren线性累积损伤理论的提出已有70余年，但由于疲劳问题的复杂性，迄今为止还没有一个模型的工程应用价值能与该理论媲美。疲劳累积损伤理论仍在发展与完善中。文章根据疲劳损伤与疲劳累积损伤理论的特点，将确定性疲劳累积损伤理论分成两大类，即线性累积损伤理论和非线性累积损伤理论，并将主要的非线性累积损伤理论分成五类：a. 基于损伤曲线法的非线性累积损伤理论；b. 基于材料物理性能退化概念的非线性累积损伤理论；c. 基于连续损伤力学概念的非线性累积损伤理论；d. 考虑载荷间相互作用效应的非线性累积损伤理论；e. 基于能量法的非线性累积损伤理论。文章分析了每一类模型中有代表性模型的物理背景，回答了模型在疲劳累积损伤理论中存在的主要问题，简要评述了模型的优缺点，讨论了确定性疲劳累积损伤理论的几个关键问题。     

纤维缠绕聚合物基复合材料压力容器的可靠性设计

为对纤维缠绕聚合物基复合材料( FWRP) 压力容器进行可靠性设计和安全测评, 引入可靠性理论; 应用统计学原理, 以同一失效概率为标准进行FWRP 压力容器结构设计, 以取代目前应用的传统安全系数法设计。根据国家标准制备8 个玻璃纤维缠绕复合材料( GFWRP) 压力容器, 通过实验获得纤维强度、缠绕角、几何尺寸、爆破压力等随机变量特征值。GFWRP 压力容器结构可靠性设计值(纤维缠绕壁厚) 与实验结果基本吻合, 并明显小于传统安全系数法设计值。通过对不同纤维强度随机分布可靠性设计理论计算结果的比较, 确知纤维强度的离散程度是FWRP 压力容器可靠性设计的重要影响因素。传统安全系数设计法只考虑纤维强度(均值) 大小, 而无视纤维强度随机分布特征值对FWRP 压力容器结构抗力的影响, 显然是不合理的。可靠性设计实现了安全性与经济性的有效统一。      

复合材料层合板机械连接结构累积损伤模型和挤压性能试验研究

建立了三维累积损伤有限元模型, 采用扩展拉格朗日乘子法对螺栓表面和复合材料层合板孔壁间的接触行为进行了模拟。对复合材料层合板中纤维断裂、基体开裂和纤维2基体剪切3 类基本损伤类型的产生、扩展以及它们之间的关联性进行了研究。计算得到了复合材料层合板单钉连接结构的载荷2位移曲线, 预测了它们的初始挤压破坏载荷。同时, 进行了T300 帘子布/ Q Y8911 双马来酰亚胺树脂层合板单钉单搭螺栓挤压强度试验,验证了不同铺层类型和结构尺寸对复合材料层合板机械连接挤压性能的影响。试验结果和计算结果吻合较好, 证明了该模型和算法的有效性。      

结构风振的概率疲劳累积损伤

本文通过考虑脉动风压的随机过程性,利用风荷载的规范标定方法和结构疲劳试验结果,从结构风振随机反应分析着手,提出了基于疲劳累积损伤机制的抗风结构疲劳可靠性和寿命估计的分析方法,并通过一典型单自由度结构说明了此方法的应用。     

复合材料单钉接头疲劳累积损伤破坏分析

基于时间增量原理 , 推导了层合板接头疲劳加载累积损伤应力2应变分析的虚功方程。同时 , 引入Hashin三维疲劳失效准则进行材料的损伤判定 , 并结合建立的疲劳加载材料退化模型、 4种基本损伤机制相互关联作用的材料性能退化方法及复合材料接头最终失效判据 , 建立了层合板接头疲劳载荷作用下三维累积损伤分析的寿命预测方法。最后 , 对层合板接头拉2拉疲劳载荷作用下的损伤累积扩展与失效规律进行了仿真分析 , 并与试验结果进行了对比 , 结果表明 : 本文中建立的寿命预测方法能够很好地预测层合板接头的寿命以及损伤发生、扩展及最终失效。      

基于灰色马尔科夫模型的随机多次冲击损伤累积研究

针对海战时舰船设备遭受敌方武器冲击及自身火炮后坐力造成的损伤累积问题,提出了结合灰色马尔科夫模型和Dirlik公式的随机多次冲击损伤累积预测方法。以GM(1,1)模型为基础,通过引入马尔科夫状态转移矩阵,给出新的灰色马尔科夫方法处理和预测随机冲击载荷数据。基于Dirlik公式,提出一种在随机冲击下零件的损伤累积和寿命预测方法。以铝合金6061轴试样为研究对象,将该方法与Miner法的预测值对比。结果表明,随机冲击下的预期损伤率与峰度成正相关,较大的峰度对冲击疲劳损伤有显著的影响。该方法得到的寿命预测值与真实值的误差更小,显著优于传统的Miner法。该方法可靠并偏于保守,可以为舰船设备零件的随机多次冲击损伤累积研究提供数据支持和理论参考。     

重载铁路隧道衬砌结构车致累积损伤演化规律

为研究重载铁路马蹄形隧道车致损伤分布特征及演化规律,结合混凝土塑性损伤本构模型和规范推荐的混凝土拉压本构关系。以改进的Miner累积损伤理论为基础,建立了重载铁路单线马蹄形隧道-围岩耦合动力模型,研究了重载列车长期作用下隧道衬砌结构的损伤分布特征、累积损伤、损伤增量演化规律。结果显示：衬砌长期车致损伤主要分布在轨下仰拱处、仰拱与边墙交接处和仰拱填充与边墙交接处;边墙部分损伤由内侧向外侧演化,仰拱部分损伤由外侧向内侧演化;满载通行相比于空载最大损伤位置损伤量增大3.41倍;累积损伤及损伤增量都随着运营次数的增加而增大,且呈现非线性变化;隧道运营期间应在损伤增量进入显著增长区时,进行隧道衬砌的检测养护工作。     

疲劳累积损伤对发动机缸盖再制造的影响

通过对新、旧发动机缸盖取样进行疲劳试验,对比了其SN曲线,结果发现：应力幅较大时,新、旧缸盖材料的疲劳寿命相差明显;应力幅较小时,新、旧缸盖材料的疲劳寿命相差不大,表明旧发动机缸盖材料的损伤程度随着应力幅的增加而增大。因此当发动机经过再制造后,有可能因为累积损伤的原因存在安全隐患。     

高强混凝土试块爆破损伤累积规律试验研究

为揭示多次爆破对高强混凝土的损伤累积规律,设计了高强混凝土试块损伤累积试验,对试块损伤和裂纹进行计算和统计。结果表明:单次爆破下试块的损伤值随测点到爆源中心距离的增大而减小,其中近区损伤值迅速降低,而中区损伤值则缓慢降低,并能维持在一个相对稳定的损伤值范围内;在多次爆破中测点损伤值以相同的趋势增长,且多次爆破下测点损伤值随着爆破作用次数的增加持续增大,近区损伤值增长较快,中区测点损伤可分为初期缓慢增加和后期跃迁式增大两个阶段,同时中远区测点损伤值累积呈现有突变的过程。     

辐照损伤对反应堆压力容器钢硬度的影响

通过监测反应堆压力容器钢服役过程中硬度的变化来表征其辐照损伤程度的方法日益引起研究界的关注。介绍了国内外在反应堆压力容器钢辐照脆化过程中硬度变化规律领域所开展的研究工作,并讨论了目前所取得的研究成果与存在的不足。最后提出了通过探索反应堆压力容器在服役时力学性能、硬度之间的潜在关联,以此为基础形成准无损评估技术,可为反应堆压力容器辐照监督提供一条新的思路。最后指出了对国产反应堆压力容器钢尽快开展辐照硬化研究工作的必要性与重要性。     

聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命表达式及累积疲劳损伤预测

通过对短碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命试验数据的分析，给出了其疲劳寿命表达式，进而给出了适于两级不定载荷谱下累积疲劳损伤度及其概率分布区间的预测方法。     

爆炸荷载作用下围岩累积损伤效应的数值分析

巷道爆破开挖推进过程中,循环爆破开挖的多次扰动作用使保留岩体产生累积损伤,导致岩体力学参数的弱化,从而造成工程岩体的宏观失效。利用ANSYS/LS-DYNA的重启动技术,通过损伤云图和损伤变量D的变化,对圆形巷道循环进尺过程中爆破作用下的岩体累积损伤效应进行研究。计算结果表明:随着掌子面推进爆破次数的增加,围岩的损伤程度加深,但影响深度变化较小;在装药量和爆心距不变的情况下,损伤量与爆破次数之间有很好的非线性关系,即爆破损伤的累积具有非线性特性。