2Cr13钢弯曲载荷下裂纹启裂韧性的力学估计

本文给出了2Cr13钢三点弯曲缺口试样缺口顶端张开位移的估计方法,通过缺口顶端局部应力应变计算,明确了弯曲加载条件下缺口顶端工程裂纹启裂条件,并指明了裂纹启裂长度,这对叶片的安全运行有一定的指导意义,文中启裂韧性的理论预测结果与试验结果均能较好地吻合。     

关于混凝土实测应变和应力状态几个问题的探讨

讨论了混凝土实测总应变与温度之间、应力应变与应力之间的相互关系,强调了在温度变化的情形下实测总应变因结构型式及约束条件的不同可能呈现出不同的变化形态,认为混凝土应变和应力的关系与线性弹性材料特性有可能截然不同,不能进行简单类比。     

裂纹尖端各向异性塑性的研究

对于有裂纹扩展的平面应力问题,阐述了延性铝合金裂尖实测位移场和HRR位移场的差异不能用裂尖弹塑性渐近解的高阶项来拟合。基于垂直和平行于裂纹线的实测对数位移场的斜率不同,在裂纹尖端附近假设存在由大塑性变形导致的各向异性应变硬化。建立了裂纹尖端各向异性塑性模型,发展了莫尔干涉光测实验/数值分析的杂交方法。分析了裂纹前方、沿着θ=0°径向线上的屈服面各向异性的畸变规律。对于相同的实测应变场,用各向异性模型得到的应变能密度和有效应力比用各向同性塑性公式的计算值约大20%。对于延性稳态裂纹扩展,可指望在裂尖附近由各向异性塑性计算的近场J积分值与实验测定的或远场各向同性计算的J积分值趋于吻合。     

高温主蒸汽管线应力应变的有限元分析及其优化

高温主蒸汽管线在长期的服役过程中,由于外载、热膨胀及蠕变的作用,容易产生大变形,从而导致服役管线的应力状态与设计状态不同。该文采用有限元分析软件 ABAQUS对某电厂高温服役的主蒸汽管线进行了应力应变分析,综合考虑了外载、热膨胀和蠕变对管线变形的影响, 得到管线服役时的应力状态和Y方向的位移分布图,并找出了导致该主蒸汽管线产生较大变形的原因。在此基础上,对该管线进行优化设计计算,计算结果表明优化设计后的管线变形得到较好的改善。     

PCCP受载响应分析中三种预应力施加方法的比较研究

本文重点开展PCCP受载响应分析中三种预应力模拟施加方法的比较研究。将等效荷载法、等效降温法和缠丝模型这三种PCCP的预应力模拟施加方法应用于南水北调中线4m内径的埋置式PCCP,模拟施加其预应力场,并对其进行受载响应的数值模拟分析,还对该PCCP进行了原型压力试验,并将试验结果与计算结果进行综合对比分析。结果表明,计算结果与试验吻合较好,均能反映PCCP的受载响应规律;但等效荷载法不能考虑钢丝的刚度贡献和承载作用,给出的PCCP的起裂荷载和爆管荷载偏低;等效降温法不能反映钢丝的实际应力应变状态;缠丝模型不仅能考虑钢丝刚度贡献和承载作用,反映钢丝的实际应力应变状态,还能描述钢丝与其余部件的相互作用,具有更好的适用性。说明今后更适合以缠丝模型作为PCCP数值模拟分析的基础,进一步对PCCP的断丝响应以及结构安全性进行深入研究。     

基于局部应力应变法的弹簧操动机构关键部件疲劳寿命分析

针对操动机构关键部件在运行中受到强冲击载荷进而导致疲劳失效的问题，该文提出一种基于局部应力应变法计算冲击疲劳寿命的方法。根据机构特点应用显示动力学LS-DYNA对弹簧操动机构强冲击部位进行数值模拟计算，得到关键部件在强冲击载荷下的应力应变；在此基础上，修正Manson-Coffin公式，结合弹簧操动机构运动特点，建立适合于弹簧操动机构的冲击疲劳寿命计算模型；最后，搭建实验平台验证关键部件冲击载荷计算方法的准确性。结果表明：磙子与合闸锁闩应力集中部分与实际测试过程中零部件的失效区域相同，合闸锁闩的实际所受应力与仿真结果变化趋势相近，相对误差为18.27%；修正后的局部应力应变法得到疲劳寿命为1862次，与实际寿命相差12.3%，满足工程需求。结果对于弹簧操动机构疲劳寿命的计算具有一定参考。     

张力分层特性在架空导线强度上的应用研究

将应力.应变曲线与导线相结合,从相关的导线分层力学模型出发,对其进行抗拉、疲劳问题的综合分析计算.计算结果与实际导线破坏情况较为吻合,能较好的应用在导线机械性能的验算中,为导线的参数选择,结构优化提供数值分析方法.     

基于观测数据的环锚预应力混凝土衬砌预应力效果分析

结合黄河小浪底排沙洞工程,对锚索张拉阶段的预应力效果和混凝土的徐变进行了探讨。通过建立合理的锚索张拉程序和数据采集制度,将混凝土的弹性应变、混凝土的徐变、预应力损失造成的应变从实测总应变中分离出来。分析结果显示:在预应力的张拉阶段,混凝土的徐变占总应变的24%。混凝土的徐变近似地与应力和持荷时间成线性关系,即ε=ασt,其中系数α与约束条件有关,不是一个常数。数据表明,通过实测数据得到混凝土衬砌中的应力与应力分布与有限元分析结果相一致。     

受拉力的OPGW内部光纤应力应变分析

BOTDR是一种新兴的可用于电力系统中OPGW光缆光纤应变监测的技术。探讨了基于BOTDR对OPGW内部光纤应力应变进行检测的方法,并利用BOTDR研究了OPGW内部光纤在不同拉力条件下的布里渊散射的频移变化,找出了BOTDR光纤可测应变的起点和与OPGW拉力的对应关系,通过试验发现同一OPGW内不同光纤的应变系数基本相同。     

某电厂TP347H不锈钢弯管中性面开裂失效分析

通过宏观形貌观察,化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察、应力状态分析等测试手段对某电站锅炉屏式再热器TP347H钢弯管中性面开裂原因进行分析。结果表明,弯管长时间高温运行后,晶界析出大量含Cr碳化物,导致晶界贫铬弱化,发生晶间氧化,导致初始裂纹萌生;弯管应力数值分析显示弯管中性面内壁承受拉应力,同时中性面外壁的机械损伤加剧了应力集中作用,致使内壁氧化缺口位置微裂纹萌生后,在拉应力作用下不断由内向外沿晶扩展,直至穿透管壁,导致漏泄。     

以局部应力应变法计算启裂寿命

本文根据局部应力应变概念和材料单元断裂的思想,给出了平面应变条件下高压转子弹性槽底局部应力、应变表示式和疲劳裂纹启裂寿命表达式。为两班制运行的125MW汽轮机组计算了疲劳裂纹启裂寿命,并指出了控制疲劳裂纹启裂的条件。     

应变场强法在涡轮盘-片结构寿命预测中的应用

场强法是一种精度较高的随机载荷疲劳寿命估算方法值得深入研究和发展。根据场强法基本原理和某涡轮叶片材料光滑试件和缺口试件的疲劳试验数据,运用有限元分析方法对缺口试件试验进行模拟,推导了材料应变场强的计算公式并得到了材料的场径值。进而对涡轮盘-片结构进行瞬态热弹塑性有限元分析,确定结构危险部位应变场强,结合材料的应变-寿命试验曲线,最终得到了该盘-片结构的疲劳寿命。研究方法与推导过程详尽合理,场强计算公式简单,为预测复杂应力环境下的结构疲劳寿命提供了有益的参考。     

不同磁致伸缩方程下永磁电机的应力、应变研究

磁致伸缩效应对电机的定子振动有着重要的影响。然而不同的磁致伸缩本构方程可能对电机定子中磁致伸缩效应导致的形变与振动的预测与评估有着不同的影响。因此,根据不同的物理原理选取3种本构方程对永磁电机的定子进行仿真研究:建立考虑磁致伸缩效应的电机电磁-机械耦合模型;进行有限元分析,计算磁通密度和磁致伸缩力,得到由磁致伸缩效应导致的振动位移;对不同本构方程得到的数值计算结果进行了分析。仿真结果表明:应用3种本构方程对电机仿真得到的磁通密度分布及大小无明显差别,且电机定子应力的频率变化规律基本都是供电电源频率的两倍,但是由它们仿真得到的应力、振动位移的数值大小却有着数量级的差距。通过对不同本构方程的研究为准确分析电机中由磁致伸缩效应引起的应力、应变等提供了合适的耦合方程和方法。     

用应变能定义土的小应变方程

在岩土工程的设计计算中,土的应变范围通常在10-1%以下[2],远远小于人们想象。随着对工程观测数据的分析和试验工具精度的提高,对土的小应变特点有了更深刻的认识。本文介绍了一个土的小应变区在p-q应力空间的方程,该方程使用不排水试验参数和各向等压固结体积模量,描述了土的小应变在各应力方向的特性,通过实例详细说明了方程所需参数的确定。     

植入复合绝缘子芯棒内的光纤布拉格光栅热应变和应力应变分析

光纤布拉格光栅以其良好的绝缘性能、微小的体积以及抗电磁干扰的优势,成为复合绝缘子运行状况监测的重要手段。为了弄清光纤复合绝缘子内布拉格光栅应变情况,利用有限元法分析了植入复合绝缘子芯棒内的光纤布拉格光栅热应变和应力应变,得出了在复合绝缘子自身结构应力及温度变化导致的热应力综合作用下,光栅的中心波长以及反射光谱与芯棒结构...     

吴城水库冲填坝比奥固结理论的非线性分析

本文根据比奥固结理论,用有限单元法对吴城冲填坝进行了分析和计算。 计算中作者考虑到冲填土的应力应变非线性特性,采用了邓肯和张所提出的弹性非线性模型,而且考虑了渗透系数的非线性。 计算反映了冲填坝在施工过程中坝体内部孔隙压力、位移和应力的变化过程,经过与现场实测资料的对比分析,计算结果与实测资料是相当符合的。 分析和计算中所采用的方法有许多优点,它不仅能反映冲填土的非线性特性,而且能较好的模拟施工加荷过程,并可计算出施工全过程的孔隙水压力、应力和应变的变化过程和分布规律、从而为设计合理的坝断面和选择适宜的施工速率提供依据。     

应变控制下具有保持时间的镍基合金C276高温低周疲劳实验研究

由于高的热效率和简单的系统组成,超临界水堆已经被选为第4代反应堆概念机组。实现超临界水堆的关键之一是重要部件尤其是燃料组件包壳材料的高温力学性能。该文以镍基合金C276为研究对象,对其进行应变控制下具有保持时间的高温低周疲劳实验研究。实验温度为650℃,对称梯形波,最大拉压应变保持时间分别为0,30s和60s,应变范围均为±0.3%～±0.5%。对镍基合金C276在有应变保持情况下的循环应力特征、应力松弛规律、控制应变与循环应力的关系、应变与寿命的关系进行了分析。实验结果表明:Ni基合金C276为循环硬化材料,应变保持强化了循环硬化效应;给出了有保持情况下的频率修正循环应力-应变关系公式和有应变保持的频率修正应变-寿命公式。     

P91钢蠕变-疲劳交互作用应变特征与寿命预测

对电厂用关键材料P91钢在546℃下进行应力控制的蠕变疲劳交互作用研究,分别对滞回线,全应变范围,平均应变和非弹性应变进行分析和讨论。基于应力控制蠕变-疲劳交互实验特点,考虑了上下保载时间对寿命的影响,采用改进型的频率修正法对P91钢进行寿命预测。研究结果表明:应力控制下的蠕变-疲劳交互作用,使P91钢呈现兼有循环蠕变与静蠕变的失效形式,随着循环数的增加,滞回线向右移动:非弹性应变影响了蠕变-疲劳交互寿命,其增长速率随着材料寿命的减小而增大。寿命预测结果与试验结果吻合较好,95%的数据点落于2倍误差带范围之内。研究结果为P91钢蠕变疲劳寿命预测提供了理论和实验基础。     

局部加热法对水轮机转轮焊接残余应力的影响

针对混流式水轮机转轮在服役过程中出现裂纹的情况,利用数值模拟技术研究了局部加热法对转轮焊接残余应力的影响,得到了叶片危险区域的焊接应力在局部加热过程中的变化情况以及转轮局部加热的优化方案.结果表明,局部加热法在增加了加热区域焊接残余拉应力的同时,大大降低了叶片危险区域焊接残余拉应力峰值.在局部加热的过程中,叶片危险区域...     

基于BOTDR的OPGW光缆应力应变测量

分析了测试OPGW光缆线路应力应变的重要意义,介绍了使用光纤布里渊散射测试应力应变的原理,以及使用布里渊散射技术测量OPGW光缆应力应变的2种方法,提出了结合光开关设备使用BOTDR测量多条光缆路由的方法,并对在复杂网络拓扑条件下基于BOTDR的应力应变测试系统的组网方式进行了探讨。