电厂主蒸汽管道的寿命评价

本文应用连续损伤力学理论与有限元法耦合的方法，研究开发了电厂主蒸汽管道的寿命评价软件。利用该软件可预测高温高压管道寿命；估算服役管的剩余寿命；模拟管道裂纹的扩展过程。文中针对材质为１２Ｃｒ１ＭｏＶ的蒸汽管道进行了高温力学性能实验，计算了服役管的剩余寿命，取得了令人满意的结果。     

带裂纹管道静压爆破实验研究

介绍了对两个含有深度不等的周向焊接缺陷的管道所做的静压爆破实验.实验表明,韧性较好的材料所制成的管道其裂纹类缺陷将会导致裂纹韧带屈服,最终裂纹穿透造成泄漏而失效;该实验还表明ASME提出的安全评定筛选准则是恰当的.     

管道漏磁内检测裂纹缺陷仿真与实验研究

针对管道漏磁内检测中裂纹与磁化方向角度过小难以识别问题,分析了直流电磁铁轴向励磁条件下裂纹角度对漏磁检测信号的影响以及裂纹漏磁信号的特征。采用Comsol有限元仿真软件,对管道内壁不同角度0.2 mm裂纹缺陷进行了仿真分析;搭建了直流电磁铁轴向励磁实验平台,采用电火花技术加工不同角度裂纹试件,进行裂纹角度问题的拖拉实验。结果表明,裂纹与磁化方向最小可检测角度为25°;随着裂纹角度的减小,漏磁信号峰值逐渐减小,信号跨度越大,噪声信号影响越大;当磁化方向与裂纹垂直时,漏磁信号幅值最大跨度最小,磁化方向与裂纹平行时无漏磁信号产生。     

电厂主蒸汽管道的寿命评价

本文应用损伤力不理论与有限元蛤事的方法，开发了电厂主蒸汽管的寿命评价软件。利用该软件可预测高温高压管道寿命；估算服役管的乘余寿命；模拟管道裂纹的扩展过程。文中针对材质为１２Ｃｒ１ＭｏＶ的蒸汽管道进行了力学性能实验，计算了服役管的剩余寿命，取得了令人满意的结果。     

碳钢管道J_R曲线测定与研究

在四点弯曲装置上，测定了２０号钢管道的ＪＲ阻力曲线，测试中发现，管道的柔度不仅与裂纹尺寸有关，而且还与荷载水平有关。试验表明，这是由于管道受载后，裂纹处管道截面变椭圆及由于管道弯曲变形导致加载过程中力臂的变化所引起。经理论分析计算扣除了这些因素的影响，修正了ＪＲ曲线。     

堆焊修复的裂纹管道的失效评价方法

经过长期运营的核电站,由于疲劳以及应力腐蚀等老化现象,其管道系统会出现裂纹。对含有裂纹的管道,美国机械工程师协会锅炉和压力容器规范第11卷给出了在管道外部进行堆焊的WOL修复法,但对修复后管道的失效评价和原管存在裂纹时的评价方法一致,是单一材料构成的含有裂纹管道的失效评价方法。针对这一问题,本文在简要介绍WOL修复法的基础上,推导了由WOL修复法修复的双层结构管道的失效评价方法,并利用已有的奥氏体不锈钢管的实验数据对失效评价方法进行验证,结果表明该方法是有效的,可应用于工程实际。     

基于多向交流电位降技术的管道裂纹腐蚀检测方法

管道长期输送含有大量腐蚀成分的原油和天然气,会严重腐蚀管道内壁,产生裂纹缺陷,降低油气管道的工作性能。交流电位降技术可用于检测油气管道的内腐蚀缺陷。该方法的核心是根据交流电流在金属构件内的分布满足趋肤效应,不同的裂纹缺陷对渗透电流场分布存在不同影响,进而改变测量电压值,因此可以通过检测电压值的变化来检测腐蚀情况。但是目前交流电位降技术只能检测固定方向的裂纹缺陷,对位置随机的裂纹求解准确度低,尤其是电极连线方向与裂纹方向夹角小于45°的缺陷不能求解。为了提高随机裂纹的检测精度,提出了多向交流电位降法,即向被测管道施加不同方向的激励电流,使裂纹方向与电流极连线方向的夹角（余角）范围从0°～90.0°变为67.5°～90.0°。仿真和实验结果表明,裂纹方向与电流极连线方向的夹角越接近90°,测得的电压与原始电压的比值越大,此时的电压比值随裂纹深度变化越接近指数分布。所提出的多向交流电位降法能有效地扩大裂纹检测范围,提高随机裂纹的检测精度,为更好地监测输气管道状况,维护管道运输安全提供了新的技术手段。     

海洋平台油气管道疲劳裂纹识别方法

为了将声发射技术实际应用到监测油气平台管道裂纹中,需要解决管道振动干扰以及疲劳裂纹声发射信号有效特征提取的问题,本文提出了概率神经网络结合基于小波包为特征提取的疲劳裂纹识别方法。通过小波时频分析确定钢结构疲劳裂纹声发射信号特征频率范围,并只对包含特征频率的重构声发射信号进行特征提取,再通过概率神经网络进行疲劳裂纹识别。试验结果表明：上述方法能够识别出油气平台管道裂纹,并且具有一定的抗干扰能力,为后续海上油气平台管道测试与实际应用提供了试验依据。     

受内压作用的管道表面斜裂纹尖端应力强度因子分析

裂纹是压力管道最危险的一种缺陷,是导致压力管道各种事故的主要原因。因此,依据断裂力学的相关概念,运用ANSYS有限元软件,建立了受内压作用的压力管道及其表面具有不同周向夹角的斜裂纹的三维模型,并对裂纹尖端的应力强度因子进行有限元计算及分析,得出了裂纹的应力强度因子随裂纹角度的变化而变化的规律。定量分析了裂纹尖端应力场的强弱,为压力管道表面斜裂纹的研究提供了一定的数据支持。     

考虑裂纹面压力和裂纹处管道壁厚变化的管道失效弯曲应力评价方法

由于疲劳以及应力腐蚀开裂等老化现象,核电管道有发生裂纹的可能性。美国机械工程师协会锅炉和压力容器规范第11卷等国际规范给出了含有裂纹管道的失效弯曲应力的评价方法。应用此评价方法可对产生裂纹的管道进行结构完整性评估。该评价方法基于纯截面应力概念和薄壁理论提出,当包括裂纹断面的应力全部均匀达到流动应力时管道会发生失效。但是它没有考虑裂纹面压力以及由于裂纹的存在所产生的管道壁厚变化对失效弯曲应力的影响,这些影响都会随着裂纹尺寸增加而增大。针对上述问题,本文推导了裂纹所在位置的裂纹面压力和管道壁厚变化对应的管道失效弯曲应力,并就这些影响因子对失效应力的影响进行了定量考察。本方法基本维持了既存评价方法的简便性,方便于工程实际应用。     

近门槛区疲劳裂纹扩展特性

本文综述了近年来对近门槛区疲劳裂纹扩展特性的研究,尤其是对短裂纹扩展特性的研究,包括短裂纹的奇异现象。文中强调了裂纹闭合现象对长、短疲劳裂纹扩展的影响,分析了几种闭合机制,对目前各种测量闭合效应的试验方法予以了详细的归纳和评述,指出了在目前的试验条件下,应变片法是一种较理想的方法。最后,文中指出了近门槛区疲劳裂纹扩展研究中一些值得注意的现象和问题。     

岩石裂纹小范围屈服时声发射总数与应力强度因子关系的研究

根据裂纹尖端微裂纹密度理论,假定声发射总数与裂纹尖端的显微裂纹总长度成正比,推导了出了岩石裂纹稳定扩展时声发射总数与应力强度因子之间的关系式。将并一些试验结果与理论推导进行了比较,结果表明;理论推导与试验结果大体一致。     

多尺度方法预测复合材料层板裂纹扩展

为了研究复合材料层板在细观和宏观尺度上的损伤分布,文中基于高精度通用单胞细观力学模型,发展了一种多尺度分析方法．该方法只需纤维和基体的材料属性、强度参数及纤维体积含量,而无需复合材料层合板的弹性参数和强度参数．文中使用该方法分析了复合材料结构的宏细观上的应力应变场;结合多尺度损伤模型,研究了复合材料的细观损伤以及宏观的裂纹扩展;通过二次开发ANSYS／LS-DYNA软件,文中将高精度通用单胞细观力学模型编译到用户自定义材料子程序中;使用这种方法分析了开孔层板轴向拉伸条件下的各个分层的应力分布、组分失效模式和裂纹扩展．并将计算结果与实验结果对比,结果表明: 数值模拟随时间变化的应力曲线与实验所得的曲线能较好的吻合; 预测的裂纹扩展与实验结果比较吻合．     

混凝土虚拟裂缝模型的有限差分法分析

本文用有限差分法于虚拟裂缝模型,分析了混凝土三点弯曲切口梁中裂缝的扩展至断裂的全过程。所得的结果与有限元法和实验结果吻合较好,表明该法是混凝土断裂力学研究的有效数值方法之一。文中分析了不同的几何尺寸、材料参数对混凝土断裂能G_f的影响,可供实验测定断裂能数据分析时参考。     

复合型裂纹扩展的形状改变比能准则

为了预测金属材料裂纹在小范围屈服时的延性断裂，以复合型裂纹为研究对象，将裂纹前缘塑性屈服区内的总形状改变比能用于建立复合型裂纹的断裂准则。该准则表明了金属材料裂纹在扩展过程中，起决定作用的是形状改变比能，而不是整个应变能。能成功地预测了复合型裂纹的启裂角度以及临界荷载，将其结果与Sih的S准则和实验数据结果进行了比较。结果表明，复合型裂纹扩展的形状改变比能准则，在预测裂纹启裂角方面优于S准则，并且预测的临界荷载偏保守。在工程上，将其应用于复合型裂纹断裂判定是安全的。     

混凝土保护层厚度对钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度影响的试验研究

本文通过22根钢筋混凝土受弯构件的试验,探讨了混凝土保护层厚度对裂缝间距和裂缝宽度的影响。试验结果表明,裂缝间距和裂缝宽度随着混凝土保护层厚度的增大而增大。同时,本文在分析试验结果的基础上,对裂缝宽度计算的有关问题进行了更深入的研究,改进了纵向受拉钢筋应变不均匀系数的计算公式,使其更好地符合试验结果。     

亚临界温度条件下转子钢疲劳裂纹扩展速率

汽轮机转子钢疲劳裂纹扩展速率测试的实验是在室温和亚临界温度间选择不同温度进行的。在实验基础上,研究温度对转子钢疲劳裂纹扩展行为的影响,给出疲劳裂纹扩展速率可以采用双对数叠加来表示,在室温条件下的Ｐａｒｉｓ公式中的系数（ｎ）与温度成反比。实验验证了理论的合理性。     

一种确定聚碳酸酯裂纹尖塑性区边界的方法

从实验出发提出了一种确定聚碳酸酯裂纹尖塑性区边界的方法指出在圆偏振光场中聚碳酸酯裂纹尖等差线条纹密集区的边界就是塑性区的边界这种方法得到了Tresca屈服条件和平面应力—光律理论的支持在实用中这种方法比较直观测量方便     

Corrosion fatigue behavior of fastening hole structure and virtual crack propagation tests

The fatigue crack propagation behavior of the LY12CZ aluminum alloy fastener involving a central hole in air or in 3.5wt% NaC1 solution was investigated. The experimental results indicated that the corrosion fatigue crack growth rate decreased with the increasing loading frequency, and in a corrosive environment, the crack growth rate was slightly larger than that in air.Based on the experimental results, the virtual corrosion fatigue crack propagation tests were investigated and the stochastic process method and the AFGROW simulation method were presented. The normal process and lognormal process were considered for the stochastic process method based on the numerically fitted Paris equation. The distribution of crack size and the corresponding prob-abilistic model of crack length distribution for a given number of cycles can be found by integrating the stochastic process over time.Using the AFGROW software, the virtual simulation was carried out to analyze the corrosion fatigue crack growth behavior and the predicted crack growth curve was in good agreement with the experimental results.