压力容器环向焊缝棱角度超标的安全评定

对容器棱角度超标环焊缝进行了详细应力测量,并分别采用应力分析方法和应力集中系数法,根据安定性准则对棱角度超标的局部结构进行强度校核.结果表明,棱角度超标部位最大应力小于3倍许用应力强度,实测最大棱角度小于计算的允许值.结论为该棱角度超标局部结构是安全的.     

用Hopkinson压杆技术测试材料动态断裂韧性的方法研究

对传统的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆测试系统进行了改进,建立了应力波载荷作用下材料动态断裂韧性的测试方法,该方法采用３点弯曲试样进行动态断裂试验,应用试验－－数值法确定动态应力强度因子的响应曲线,进而测试材料的动态断裂韧性。４０Ｃｒ材料的试验结果表明,本文设计的测试装置是有效的,建立的测试方法是可行的。     

利用实验和数值结合的方法测量镁合金AZ91动态断裂韧性

利用Hopkinson压杆实现镁合金AZ91三点弯曲断裂试件的动态加载,基于傅里叶变换和VC++面向对象的程序设计方法修正了加载应力波在传播过程中的弥散效应,同时扣除了附加加载杆楔形头惯性效应对加载波的影响。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对三点弯曲试样在冲击载荷下的动态响应进行了分析,采用虚拟裂纹闭合技术求得动态应力强度因子时程曲线,依据监裂应变计测试信号,换算起裂时间,确定对应于动态应力强度因子时程曲线的值,即为镁合金AZ91的动态断裂韧性。本文提供的实验和有限元数值计算相结合获得镁合金断裂韧性的方法为镁合金构件抗冲击设计和动态载荷作用下结构的安全评定提供依据,也拓宽了Hopkinson压杆实验技术在测试材料动态断裂韧性方面的应用范围。     

压力容器强度可靠性平均安全系数校核

为克服用常规安全系数校核容器强度不能反映应力和材料强度变化的缺点，利用可靠性分析的方法，获得压力容器受各种载荷下的可靠性平均安全系数，它既考虑了应力和强度的变化，又考虑了失效的不同后果．用可靠性平均安全系数进行容器的强度校核比用常规安全系数进行容器校核安全和经济．     

变幅宽移动模架结构的有限元分析与试验研究

以MSS50-38000型变幅宽式移动模架为研究对象,利用大型有限元分析软件ANSYS对最大浇筑工况下移动模架整体结构强度与刚度进行了校核,并得出了移动模架结构的应力分布和挠度曲线.依据有限元计算结果,对移动模架的11处较大应力点进行了浇筑过程的全程监控,监控结果与理论计算结果一致,研究成果可为移动模架的设计与安全施工提供参考.     

动态断裂韧性测试系统的建立

为了在Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆测试样系统上进行材料的动态断裂韧性测试,本文在已有三点弯曲度试动态应力强度因子计算公式基础上编制相应的计算程序,建立了动态断裂韧性测试系统,使得测试工作简单易行,４０Ｃｒ材料的试验结果表明,本文编制的程序是有效的,建立的测试系统能够满足工程应用。     

基于随机有限元法的平面多裂纹结构可靠性研究

在考虑材料参数、裂纹长度、外载分散性的前提下,文章首先用一般六节点单元和六节点奇异等参单元建立了平面裂纹的有限元模型,用Taylor展开随机有限元方法分析了平面裂纹应力强度因子分散性。在考虑多裂纹结构的断裂韧性和应力强度因子服从对数正态分布的基础上,结合可靠性分析中的应力强度干涉模型和二阶窄边界理论,建立了多裂纹结构的裂纹失稳扩展可靠性模型。当结构处于平面应变状态时,极限应力强度因子可以直接采用材料断裂韧性,当结构的厚度不能满足平面应变状态要求时,必须将材料平面应变断裂韧性转换为能适用的极限应力强度因子;对于各裂纹的应力强度因子及其分散性,可以通过随机有限元方法计算得到。     

多风路空冷汽轮发电机PIV流场测试实验台研发

为了研究定子多风路的大型空冷汽轮发电机内部气隙中(转子外表面与定子内壁面之间)的旋转空气速度场特征,研发并试制了电机通风粒子图像测速技术(PIV)测试实验台.首先介绍了实验台的风路设计方案及部件风扇、定子和转子各部分结构及相关尺寸;设计了PIV测试实验测量方案.然后,采用ANSYS有限元程序,在符合实际的边界条件下,对通风实验台的轴与支撑环及风扇支架、转子环进行应力分布计算及分析,计算并选择合适的拖动系统电动机,得出最终的结构方案,为实验台的加工制造提供基础数据.该实验台可为大型空冷汽轮发电机旋转流场可视化研究提供平台.     

列文蒸发器加热室结构设计和强度校核

介绍了列文式蒸发器的特点和主要组成部分,重点介绍了蒸发器加热室的结构设计和应力分析.采用GB150-1998<钢制压力容器>常规设计方法和有限元分析方法(用ANSYS软件进行了数值模拟),对加热室的异型筒体结构作了应力分析和强度校核.结果表明,两种方法得到的计算结果都满足相应的强度要求,设计的设备可安全使用.     

改进Hopkinson拉杆加载CT试样断裂数值模拟

为研究紧凑拉伸(CT)试样的动态断裂性能,将分离式Hopkinson拉杆进行了改进,在入射杆与透射杆的加载端设计了一种夹持装置,实现了CT试样的动态断裂测试.采用ANSYS/LS-DYNA数值分析程序,对拉伸应力波加载下,基于改进后Hopkinson拉杆系统的CT试样动态断裂测试过程进行了数值模拟研究,得出CT试样的动态断裂响应,计算了表征其动态断裂韧性的相关参量.结果表明,试样中应力分布由非对称状态经约80μs达到对称分布状态,此后试样应力分布云图对称,两端加载点载荷相等,试样达到应力平衡状态,满足了Hopkinson杆断裂韧性测试要求,并讨论了夹头截面突变与销钉直径对应力波传播和试样应力平衡的影响,为后续Hopkinson拉杆装置继续改进与CT试样动态断裂测试提供了依据.     

多基发射药冲击断裂性能的研究

本文用Izod冲击实验方法研究了三种不同组分和配方的多基发射药的冲击断裂性能.由能量平衡原理求出了这三种发射药的冲击强度α_k;用应力强度因子理论计算了它们的冲击断裂韧性K_d.并分析了α_k和K_d随温度的变化规律.此外,文中还进一步讨论了发射药裂纹失稳扩展即断裂破坏的判据问题.     

不同基体平面压痕应力强度因子

基于经典守恒积分方法对刚性压头冲压平板情况下应力强度因子（ＳＩＦ）进行数值分析,应有有限元软件模拟冲压形成的奇异应力场,并计算应力强度因子。比较了几组具有不同弹性模量和泊松比的应力强度因子,研究其与断裂韧性之间关系得出变化规律。工程中可利用奇异应力场数值分析结果研究材料的破坏行为、测试材料的机械性能。     

双定子无刷双馈发电机结构强度分析与实验研究

针对现有常规风力发电机成本较高、功率密度和可靠性较低的问题,提出一种混合转子双定子无刷双馈风力发电机新机械结构。阐述了该新型电机机械结构特点和装配型式,基于应力分析理论,推导了电机结构应力计算的解析表达式,采用有限元方法对该新型电机主要结构零件机座、混合转子以及静止轴进行了仿真分析,结果表明结构设计满足材料强度要求。研制了一台额定功率为50kW、额定转速为360r/min的样机,对其额定负载运行下的振动和噪声进行了测试,测试结果验证了新型混合转子双定子无刷双馈发电机结构设计的合理性。     

确定重力坝坝踵切口应力强度因子的公式及其有限单元法

本文首先把大坝上游面与基础面组成的平面角看作为切口上受分布水荷载和均布水荷载作用的V型切口,从构造这种切口尖端附近的应力函数出发,推导出了切口尖端附近应力场和位移场的近似表达式;其次,通过实际算例论证了用有限单元法,采用常规单元计算V型切口应力强度因子的可行性;最后,计算了在水压超载和不同坝高情况下重力坝坝踵切口的应力强度因子k_1、k_2,同时还与采用文献[1]公式的计算结果进行了比较。计算分析表明:考虑坝踵切口水荷载和坝体体力时所得应力强度因子是合理的;对于纸坝,断裂破坏的可能性很小;对于高坝,断裂破坏的可能性较大,应该进行拉剪和压剪的断裂分析。     

HfC颗粒对WC/Co复合材料裂纹萌生和扩展行为的影响

以提高材料的韧性为目的,通过冷压、热压工艺制备出碳化钨基复合材料,对其断裂韧性、弯曲强度进行测试;利用SEM对HfC/WC/Co复合材料的微观形貌进行观察;基于裂纹扩展能量释放公式,构建了裂纹直行、裂纹偏转和裂纹分叉的应力强度因子与裂纹长度的数学模型;借助仿真软件ABAQUS对裂纹直行、裂纹偏转、裂纹分叉、裂纹钉扎4种裂纹扩展方式进行了仿真验证;结果表明:添加适量的HfC可以有效改善复合材料的断裂韧性和弯曲强度;HfC和Co在基体中均匀分布,对复合材料强度和韧性的提高具有明显作用,改善机制为裂纹偏转、裂纹分叉、裂纹钉扎、穿晶断裂等协同作用将裂纹扩展尖端的应力分散或转移到HfC上,从而降低基体中裂纹尖端的应力集中,提高复合材料的韧性。     

混凝土材料裂纹尖端应力场的研究

为了准确地预测混凝土类材料复合断裂韧度及裂纹扩展路径,提出了结合T应力的修正最大周向应力断裂判据。该修正最大周向应力判据采用双参数模型(应力强度因子K和T应力)来描述混凝土断裂行为。在对三相材料混凝土断裂进行理论计算时,通过应用westergard应力函数,并利用级数展开求解了裂纹尖端的T应力和应力强度因子。计算结果表明,内聚物的性质和T应力能影响断裂韧度及裂纹尖端的应力,这为模拟混凝土断裂提供了依据。     

厚板柱钢框架梁柱节点对断裂韧性的要求

为了研究厚板柱钢框架梁柱节点对材料断裂韧性的要求,进行了三维弹性和弹塑性断裂力学有限元计算.以裂纹尖端的应力强度因子KI和JI为评价指标,分析了焊接工艺孔形式、梁翼缘削弱或加强和初始裂纹位置等因素对梁柱节点断裂韧性的不同要求.结果表明：美国北岭地震后改进的焊接孔B对断裂韧性的要求最低,而我国《建筑抗震设计规范》规定的焊接孔D对断裂韧性的要求相对较高;与标准型节点相比,梁翼缘削弱或加强型节点能显著降低对断裂韧性的要求;当焊接高匹配时,热影响区裂纹比焊根裂纹更易于扩展,并导致节点的断裂破坏.钢框架梁柱节点断裂评估定量方法为节点防断设计中钢材与焊材的选材、焊接孔与节点形式的选用提供了参考.     

含裂纹的梭形薄壁圆柱壳结构应力强度因子分析研究

应力强度因子是表征裂纹尖端应力场奇异强弱的物理量,对裂纹的扩展和构件失效具有一定的意义,针对梭形薄壁圆柱壳结构断裂问题,基于J积分理论,采用有限元方法研究了含有环向裂纹的梭形薄壁圆柱壳结构在偏心受压下的断裂力学响应,分析了荷载的大小、偏心度、裂纹长度、梭形结构的楔率对裂纹应力强度因子的影响,计算结果表明:裂纹长度、荷载以及楔率对应力强度因子影响很大,而且这些参数是相互影响的.最后根据计算数据拟合出偏心受压梭形圆截面的应力强度因子的计算公式,并和相关的计算结果进行了比较,证明了该公式的可行性.     

2018规范对集装箱船结构强度直接计算的影响

根据现行海船规范对集装箱船舱段结构强度直接计算(DSA)的内容修订,通过对一艘135m1 140TEU沿海敞口集装箱船进行结构强度直接计算和评估,从载荷、工况、屈服强度衡准及屈曲评估等方面与旧规范进行对比,分析新规范对集装箱船DSA的影响。结果表明,载荷的修订对应力计算结果的影响不大,屈服强度的校核要求更为全面;新规范进一步完善了屈曲校核的计算方法,对屈曲的要求有所提高。     

汽车车架的静态强度分析

汽车车架是汽车的重要组成部分 .应用有限元方法对SJZ 6 30型汽车车架进行了静态强度分析 ,计算汽车车架在弯曲工况、纯扭工况、弯曲与扭转联合作用下的静态强度和静变形 ,计算结果表明 :在纯弯工况下 ,结构的最大应力发生在车架支承点 (2 9节点 )处 ;在纯扭工况下 ,结构的最大应力发生在车架 19节点处 ;在弯曲与扭转联合作用下 ,结构的最大应力发生在 13节点处 .经强度校核 ,该车架强度满足要求 ,所得结果可为该车架的修改设计提供参考