在役绝缘子失效特征与无损检测

在电网各个环境中运行的不同种类绝缘子，长期服役后都会不同程度地产生失效，导致故障事故的发生，对电网可靠性带来了极大地潜在威胁，研究绝缘子的失效特征对于指导绝缘子安全检测具有十分重要的意义。本文基于在役绝缘子种类繁多和结构复杂的特点，分析绝缘子失效特征和损伤部位，提出了利用无损检测技术检测绝缘子损伤缺陷的方法。     

平面编织复合材料层压板的冲击失效行为

对复合材料层压板进行不同能量的落锤冲击试验,根据凹坑深度将冲击损伤分为无损伤、目视不可检、目视可检与穿透损伤4个等级。通过C-扫描检测、热揭层、损伤截面观察等方法,研究了不同等级损伤的失效特征、失效模式与失效过程。结果表明,不同等级损伤的失效模式不同,目视不可检损伤主要为分层失效,目视可检损伤主要为分层与基体开裂,穿透损伤主要为纤维断裂。损伤达到穿透前后的失效过程也存在差异。     

支柱瓷绝缘子的超声波检测技术探讨

支柱瓷绝缘子是电网的重要构件,通过分析常用绝缘子的组织结构、型式以及主要产生的缺陷类型和部位,探讨了采用不同的超声波检测工艺方法,以提高对这些缺陷的检出率,从而有效防止裂纹事故的发生。     

架空输电线路运行中绝缘子的检测方法探讨

绝缘子的安全运行直接影响着电网安全,如何及时准确掌握绝缘子运行状况对每个输电线路运行工作者来说都是一个长期而艰巨的任务,只有通过对运行中的绝缘子进行准确的检查、检测,才能及时准确发现并消除绝缘子的缺陷,从而保证输电线路的安全运行。本文对目前输电线路运行中的绝缘子检测方法进行了探讨。     

信阳电网输电线路运行绝缘子管理分析

根据信阳电网输电线路运行绝缘子的配置及使用情况,通过对复合绝缘子与瓷绝缘子的机械性能、电气性能等的比较,及近几年检测和运行管理分析,提出相应的管理建议和技术监督措施,为输电线路运行绝缘子的管理提供指导意见。     

架空线路绝缘子破损视觉检测研究

研究了架空线路瓷绝缘子破损视觉检测问题。基于瓷绝缘子局部区域特征,采用三层BP神经元网络从复杂背景中识别出目标绝缘子并定位,然后采用扫描分析绝缘子图像窗口纵向剖线模式的方法,判定绝缘子的完好状态,最后进行了仿真和实验。实验验证了绝缘子破损视觉检测方法的可行性。     

基于失效模式的在役真空绝热固定式压力容器检验问题探讨

叙述了失效的定义,进而探讨了失效模式的种类及不同失效模式对应的检验检测方法,研究分析了真空绝热低温固定式压力容器的检验检测,目的在于进一步保证真空绝热低温固定式压力容器的安全性能,以期对以后的检验工作起到一定的指导作用。     

浅谈石油钻杆损伤检测工艺的特点及应用

腐蚀疲劳与应力损伤足石油钻杆损坏的最主要原因,钻杆损伤检测可以有效地预防和减少钻具因失效而引起的质量事故。本文l喇述了石油钻杆损伤识别的关键问题,介绍了根据不同损伤结构原理采取超声波和电磁损伤定位定壁检测方法,通过实例验证了其对结构损伤诊断的有效性。     

变电站复合材料绝缘子的动力特性与地震易损性研究

复合材料在变电站绝缘子上的应用,有望提高电气设备的抗震性能。测试了复合材料绝缘子的动力特性、弯曲刚度和承载能力;运用测试结果,建立了该复合材料绝缘子构成的电气设备的有限元模型;基于概率地震易损性分析理论,研究了电气设备的地震易损性。结果表明,复合材料绝缘子中套管与金属法兰的胶装连接段是抗弯承载力的薄弱部位,该段抗弯刚度明显小于套管刚度;该绝缘子组成的电气设备在0.4g等级地震下发生中度和重度失效的概率较小,但轻度失效的概率达38%,提高胶装段抗弯能力是提高抗震性能的关键;以失效概率为指标的易损性分析实现了电气设备抗震性能的概率化评价。     

变电站复合材料绝缘子的动力特性与地震易损性研究EI北大核心CSCD

复合材料在变电站绝缘子上的应用,有望提高电气设备的抗震性能。测试了复合材料绝缘子的动力特性、弯曲刚度和承载能力;运用测试结果,建立了该复合材料绝缘子构成的电气设备的有限元模型;基于概率地震易损性分析理论,研究了电气设备的地震易损性。结果表明,复合材料绝缘子中套管与金属法兰的胶装连接段是抗弯承载力的薄弱部位,该段抗弯刚度明显小于套管刚度;该绝缘子组成的电气设备在0.4 g等级地震下发生中度和重度失效的概率较小,但轻度失效的概率达38%,提高胶装段抗弯能力是提高抗震性能的关键;以失效概率为指标的易损性分析实现了电气设备抗震性能的概率化评价。     

复合材料随机渐进失效分析与声发射监测

结合随机渐进失效分析方法和声发射监测对复合材料单向拉伸试件进行损伤分析。结果表明: 随机渐进失效方法能很好地反映复合材料失效的随机性和渐进性特征。受载初期, 复合材料失效的随机性特征明显, 在整个试件内均有失效产生。随着载荷的增加, 损伤不断累积, "随机临界核"形成, 复合材料很快失效, 且一旦有失效产生, 纤维断裂数的增加与声发射事件数的累积具有很好的一致性。比较基体开裂和界面脱粘对复合材料拉伸性能的影响: 界面脱粘比基体开裂更容易导致复合材料拉伸性能的下降, 当不存在基体开裂和界面脱粘时, 纤维断裂呈现"集簇"特征, 复合材料断裂的脆性特征较为明显。      

基于声发射技术的热障涂层损伤行为

热障涂层以优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中。由于热障涂层体系内部结构复杂,服役环境苛刻,导致其失效不可预测。热障涂层系统内的表面开裂和界面分层是限制热障涂层长时间使用的瓶颈问题,且热障涂层的过早剥落失效会导致合金基体暴露在高温燃气中,这可能引起灾难性的后果。针对涂层的裂纹扩展行为,最重要也最直接的研究方法就是对热障涂层的整个失效过程进行实时无损检测,为寿命预测提供最直接的证据。声发射技术是一种实时动态的无损检测方法,可直接检测热障涂层失效过程中的裂纹扩展行为,因此在热障涂层失效检测领域得到了广泛的应用。然而,造成热障涂层损伤失效的因素较多,如失效机理复杂、失效形式多样,以及声发射信号本身的随机性和不可逆性,使得利用声发射技术检测热障涂层失效整个过程的研究还不够全面。目前,已通过声发射技术的参数分析和波形分析实现了对热障涂层损伤失效的定性、定量和定位分析,并对涂层寿命进行了预测。参数分析是以多个简化的波形特征参数来表示声发射信号的特征,即对一些特征量进行统计的过程,如能量、频率、幅度等。采用声发射特征参数法可定量评估热障涂层的损伤程度并对涂层的寿命进行预测。目前人们从连续损伤累计、某一特定参量变化等多个角度预测热障涂层的寿命,但是各种寿命预测模型主要是根据实验结果的经验或半经验公式,随着热障涂层的发展以及对热障涂层失效机理认识的不断加深,寿命预测模型也在不断发展与完善。波形分析是通过对声发射信号的时域波形或频谱特征分析来获取缺陷信息的一种信号处理方法。从理论上讲,波形分析应当能给出任何所需的信息,因而波形也是表达声发射源特征最精确的方法,目前主要通过小波变换把声发射波形信号从时域变换到频域,进而识别其损伤模式并实现声发射源的定位。本文对声发射技术进行了简要的介绍,总结了声发射技术参数分析和波形分析在热障涂层损伤模式识别、损伤位置的定位、损伤程度的定量评估和剩余寿命预测方面的研究进展,指出了当前研究中存在的问题并对其下一步的发展进行了展望。     

凯威特型单层球面网壳在强震下的失效研究

动力强度破坏是网壳结构在遭受地震时的主要失效形式,准确的失效判别需要以基于材料损伤理论的分析为基础。为在动力时程分析中考虑材料损伤累积的因素,编制了基于有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,具有较高的计算精度和较好的收敛性,实现了网壳结构考虑材料损伤的动力有限元分析。对单层球面网壳在强震下的失效特点进行了系统的参数研究,探讨了考虑材料损伤因素对网壳失效特征的影响;综合网壳失效时刻的多项特征响应,拟合了能够评估网壳动力损伤程度的损伤模型;基于损伤模型表示的网壳极限状态的物理意义,建立了适用于跨度40m的凯威特单层球面网壳强震失效判别准则,可用之判定网壳在强震作用下的失效极限荷载。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料螺栓连接结构在拉伸载荷下损伤过程的声发射分析

采用声发射技术对不同几何尺寸的碳纤维增强环氧树脂复合材料（CFRP）螺栓连接结构在静力载荷下破坏行为进行了试验研究,比较了不同几何构型下的连接结构的破坏行为与声发射信号之间的映射关系。采用声发射技术对结构损伤过程中的声发射信号进行全程采集与转换,结合CFRP螺栓结构的载荷-位移曲线和宏/细观破坏形貌,分析了幅值、熵曲线和Andrews曲线与破坏行为之间的关系。结果表明:挤压与剪切破坏试件的载荷-位移曲线均呈现出较明显的塑性特征。结构发生挤压和剪切破坏时,声发射信号以中幅值信号为主,并伴随少量高幅值信号;结构发生拉伸破坏时对应的幅值为中幅值信号。根据熵曲线特征将CFRP连接结构破坏过程分为四个阶段,在损伤演化阶段发生纤维断裂、分层等失效模式,在结构失效阶段以分层失效为主。基于Andrews曲线分析得到挤压和拉伸失效模式在损伤演化阶段会出现多种损伤类型,剪切失效模式在结构失效阶段会出现多种损伤类型。      

输电线路常见故障分析及处理对策

输电线路的故障预防对整个电网十分重要,结合实际情况,对雷害、污闪、绝缘子性能、杆塔外力影响、鸟害及导线及架空地线机械损伤以等引起的输电线路故障进行了原因分析,并针对具体原因提出了相应的预防措施。     

复合材料层合板缺口强度的CDM三维数值模型

针对复合材料层合结构缺口强度问题,基于连续损伤力学（CDM）提出了一种三维损伤数值模型。模型区分了层内损伤（纤维失效、纤维间失效）和层间分层损伤的不同失效模式。采用三维Puck准则与Aymerich准则对上述2类损伤进行判定,材料失效后基于CDM中线性软化模型对材料损伤进行演化。模型考虑了复合材料层合板子层的就位效应和剪切非线性行为。对Carlsson的AS4/3501-6缺口拉伸强度试验进行数值模拟。结果表明:分析结果与试验结果吻合良好,证明了该模型能够准确地预测含缺口复合材料层合板面内拉伸强度。      

土木结构损伤多尺度并发计算方法及其应用

大型土木结构的损伤破坏是跨尺度演化的结果, 因此单一尺度下的结构分析难以正确地反映结构的非线性损伤失效过程。该文根据结构损伤在宏观、细观尺度下的不同特征建立结构一致多尺度模型, 并通过多点约束法进行跨尺度关联, 实现了结构整体线弹性响应分析和局部细节易损部位的细观层次上弹塑性损伤分析的并发进行。计算结果表明:该文提出的结构损伤多尺度并发计算方法能够兼顾结构整体上的线弹性响应和局部易损部位在细观层次上的塑性损伤特征, 在对结构多尺度响应与损伤特征进行准确描述的基础上, 能够获得结构易损局部的细观损伤状态、演化过程及其对结构宏观响应与失效的影响。     

纤维增强铝基复合材料变形损伤过程声发射研究

采用声发射（ＡＥ）技术，通过测定ＡＥ事件数、幅度和持续时间等发射特征参数以及恒载 Ｆｅｌｉｅｉｔｙ效应，对ＳｉＣ／Ａｌ和Ｃ／Ａｌ两类束丝纤维增强铝昨合在拉伸变形过程中的损失失效特征进行了分析探讨。实验结果表明，纤维种类、界面状况对复合材料损伤过程有着显著的影响，声发射技术是表征这类复合材料损伤特征很有潜力的方法。     

基于电子器件失效分析流程对失效LED分析方法的研究

结合一般电子器件失效分析方法,系统地设计了针对已失效LED器件的分析流程,并从封装结构和光、热特性几个方面比较了LED与一般器件失效分析方法的不同之处。通过分析发现了一般分析难以检测到的表面污染物污染、内部芯片断层等失效模式。实验证明,此方法对判断LED失效模式、推测失效机理更加准确,并可以有效地避免一般分析方法中过早的破坏性分析引入的损伤,以及将光电检测中电流和温度应力导致的损伤误判为器件原有失效因素。     

纤维增强复合材料薄壁圆管扭转失效分析

对碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）薄壁圆管的扭转屈曲、失效载荷和失效模式进行了试验和数值模拟。试验观察圆管在扭矩作用下的3种失效模式,分析了不同失效模式的特征和机理。考虑圆柱壳的初始缺陷和非线性屈曲等因素,利用ABAQUS建立了圆管屈曲和损伤的有限元模型。结果表明:屈曲诱发圆管表面微裂纹的产生和扩展,对圆管的失效有着加速作用;扭转失效过程中圆管层间应力较低,层间分层主要由管壁突然的破坏产生;圆柱壳的初始缺陷对屈曲和失效载荷的模拟影响较大,本文通过对比计算结果和试验数据确定了圆管的初始缺陷系数;损伤模型的数值模拟结果与试验数据相一致,验证了有限元模型的有效性。