基于信息熵的钢制薄壁内压容器试验压力

基于钢制薄壁内压容器模糊静强度的信息熵分析,从控制钢制薄壁内压容器模糊静强度在正常操作与压力试验时模糊可靠度的角度,对其安全系数与试验压力系数进行探索。研究表明,从等可靠度的观点,(1)钢制薄壁内压容器模糊屈服强度可靠度在正常操作时应不低于0.99354,在气压与液压试验时应分别不低于0.97260与0.7925;模糊爆破强度可靠度在正常操作时应不低于0.99999999140,在气压与液压试验时应分别不低于0.99999999140与0.999990226。(2)钢制薄壁内压圆筒屈服安全系数应不小于1.45,抗拉安全系数应不小于1.80;钢制薄壁内压球形容器屈服安全系数应不小于1.40,抗拉安全系数应不小于1.85;扁平绕带式容器屈服安全系数应不小于1.35,抗拉安全系数应不小于1.95。(3)钢制薄壁内压圆筒试验压力系数在气压试验时应不小于1.04,但不大于1.16;在液压试验时应不小于1.04,但不大于1.26。钢制薄壁内压球形容器试验压力系数在气压试验时应不小于1.04,但不大于1.19;在液压试验时应不小于1.04,但不大于1.26;扁平绕带式容器试验压力系数在气压试验时应不小于1.04,但不大于1.16;在液压试验时应不小于1.04,但不大于1.28。     

钢制薄壁内压容器静强度最小安全系数的研究

考虑到容器静强度与载荷的不确定性,得到钢制薄壁内压容器的安全系数与试验压力系数,是创建压力容器可靠性设计理论的重要内容;根据容器静强度在最苛刻耐压试验时的许用可靠度,确定了容器在耐压试验和正常操作时的最小许用可靠度范围;得到了用于计算钢制薄壁内压容器静强度最小安全系数与试验压力系数的方法。     

钢制薄壁内压容器的压力试验超压限制系数

基于钢制薄壁内压容器模糊静强度可靠度的信息熵分析,对其在最苛刻压力试验时的超压限制系数进行研究,导出该系数的理论计算公式。如果要求钢制薄壁内压容器屈服强度的模糊可靠度在最苛刻气压与液压试验时分别为0.97260与0.7925,爆破强度的模糊可靠度在最苛刻气压与液压试验时分别为0.99999999140与0.999990226;则研究表明:(1)钢制薄壁内压圆筒在气压与液压试验时的超压限制系数在屈服失效准则下应分别不大于0.800与0.900,在爆破失效准则下应分别不大于0.640与0.719。(2)钢制薄壁内压球壳在气压与液压试验时的超压限制系数在屈服失效准则下应分别不大于0.848与0.943,在爆破失效准则下应分别不大于0.581与0.680。(3)扁平绕带容器在气压与液压试验时的超压限制系数在屈服失效准则下应分别不大于0.858与0.971,在爆破失效准则下应分别不大于0.538与0.658。     

密封螺栓的模糊许用可靠度与安全系数

基于静强度模糊-载荷随机模型,确定密封螺栓静强度在不同工况的模糊许用可靠度,探讨按模糊许用可靠度确定安全系数的方法。研究结果表明:1)密封螺栓在液压试验、气压试验和正常操作工况时,屈服强度的模糊许用可靠度分别为0.983 14、0.998 54和0.998 54,抗拉强度的模糊许用可靠度分别为0.999 984、0.999 999 934和0.999 999 934;2)基于满足模糊许用可靠度,密封螺栓屈服安全系数应不小于1.70,抗拉安全系数应不小于2.15。     

带人工缺口超高压反应管的爆破试验研究

1 引言超高压反应管是高压聚乙烯生产装置中的关键设备,它的静强度是其强度设计的一个主要方面,许多超高压容器设计规定均取Faupel公式作为静强度设计公式,并要求由该式计算出的爆破压力对设计压力的安全系数不小于2.5或3。由Faupel公式可知,对光滑圆筒,只要知道材料的σ_s、σ_b和简体的径比就可计算出爆破压力和相应的安全系数,因此从工程角度看,除非简体材料发生不均匀的变化或材料不明,否则不必进行简体的爆破压力验证试验。另     

钢制压力容器静强度可靠性设计研究

墓于信息熵理论,分析钢制压力容器的最苛刻压力试验条件;得到五种结构容器模糊静强度在最苛刻压力试验时可接受的可靠度;从等可靠度的观点,确定六种结构容器模糊静强度在压力试验和正常操作时的许用可靠度;建立按模糊静强度许用可靠度确定超压限制系数、安全系数及试验压力系数的钢制压力容器静强度可靠性设计的关健技术.采用25组钢制薄壁内压容器屈服强度和58组钢制薄壁外压容器临界失稳强度的试验数据,验证文中方法的有效可行性.     

承压圆筒爆破强度预测公式的精度和稳定性

为给选择公式或拓展公式应用范围提供依据,应用概率论知识和数理统计理论,建立了公式稳定性与精度的比较与评价方法.基于承压圆筒实际爆破压力与有关公式计算值之比是基本符合正态分布随机变量的研究,从分布参数波动范围的变化系数比较与评价公式稳定性,从分布参数取值区间的重合度比较与评价公式精度.在双侧置信度98％时和公式的应用范围内,比较与评价了中径公式、特雷斯卡公式、福贝尔公式与流变应力公式的稳定性和精度.研究表明:(1)稳定性与精度不降低是选择公式或拓展公式应用范围的基本条件;(2)对于单层承压圆筒,中径公式的实测爆破压力应用范围,可由标准规定的不超过105 MPa拓展到不超过329.6 MPa,公式的稳定性明显提高且精度不降低;特雷斯卡公式的实测爆破压力应用范围,可由标准规定的位于91.0 MPa～300 MPa之间拓展到不超过329.6 MPa,公式的稳定性明显提高且精度不降低;在实测爆破压力不超过329.6 MPa时,中径公式与特雷斯卡公式的稳定性与精度无显著差异;在流变应力公式的应用范围为实测爆破压力不低于220 MPa,以及福贝尔公式的应用范围为实测爆破压力不低于250 MPa时,两个公式的精度没有明显差异,流变应力公式的稳定性明显比福贝尔公式好;当中径公式或特雷斯卡公式应用范围为实测爆破压力不超过329.6 MPa,以及流变应力公式的应用范围为实测爆破压力不低于220 MPa时,中径公式或特雷斯卡公式的稳定性明显比流变应力公式的好,精度也高于流变应力公式.(3)对于实测爆破压力不超过209.7 MPa的扁平绕带式压力容器,中径公式的精度和稳定性比单层承压圆筒爆破压力的4个预测公式低.     

单层圆筒容器爆破压力的概率分布

研究单层圆筒容器爆破压力的概率分布,是建立压力容器的可靠性设计方法和构建压力容器强度计算公式精度评价体系的一项基础工作。基于84组单层圆筒容器的实测爆破压力,应用数理统计理论的假设检验方法,对单层圆筒容器爆破压力的概率分布进行了分析。研究表明:(1)根据中国标准的工程实践,按设计压力可将容器爆破压力计算公式的应用范围划分为3个总体:设计压力不超过35 MPa,位于35 MPa～100 MPa之间,以及不超过100 MPa。(2)根据设计压力与爆破压力的关系,公式应用范围样本的实测爆破压力为:不超过105. 5 MPa,位于91. 0 MPa～329. 6 MPa之间,以及不超过329. 6 MPa。(3)显著度为0. 05时,样本实测爆破压力与中径公式和Tresca公式计算值之比,是6个符合正态分布的随机变量。(4)在双侧置信度为98%时,分别得到6个随机变量分布参数的取值范围。     

含开孔复合材料构件的安全系数分析

通过对T300/5405含孔复合材料层压板拉伸强度试验数据的统计分析,指出开孔后拉伸强度符合两参数Weibull分布。在此基础上,讨论了开孔强度服从Weibull分布,应力服从正态分布时,复合材料基于基准许用值安全系数与可靠度之间的关系。给出了一些常用复合材料在不同应力变异系数和不同可靠度要求下的A基准值和B基准值安全系数的统计取值范围。试验数据对比分析结果表明:含孔层压板与光滑层压板在获得同样可靠度的要求下,安全系数取值范围相近。并且在相同可靠度要求下,A基准值安全系数小于B基准值安全系数。     

含开孔复合材料构件的安全系数分析

通过对T300/5405含孔复合材料层压板拉伸强度试验数据的统计分析,指出开孔后拉伸强度符合两参数Weibull分布。在此基础上,讨论了开孔强度服从Weibull分布,应力服从正态分布时,复合材料基于基准许用值安全系数与可靠度之间的关系。给出了一些常用复合材料在不同应力变异系数和不同可靠度要求下的A基准值和B基准值安全系数的统计取值范围。试验数据对比分析结果表明:含孔层压板与光滑层压板在获得同样可靠度的要求下,安全系数取值范围相近。并且在相同可靠度要求下,A基准值安全系数小于B基准值安全系数。