TC4外压容器的设计计算

在没有TC4材料外压计算曲线的条件下,提出了TC4制容器的外压计算(包括加强圈的设计)的公式及计算方法,据此确定厚度和设置加强圈是安全的.     

纤维缠绕复合材料气瓶内衬的屈曲分析

为深入了解纤维缠绕复合材料气瓶的内衬屈曲情况,基于ANSYS有限元软件,运用数值模拟方法对纤维缠绕复合材料气瓶的金属内衬结构进行屈曲分析,建立了复合气瓶内衬结构的有限元模型,采用特征值法分析得出内衬1~10阶的屈曲模态,并利用非线性稳定法绘出内衬位移量随外压变化曲线.结果表明,计算得到的内衬临界失稳外压为0.199 MPa,与复合气瓶内衬外压试验结果相符合,证实了本文对于复合气瓶内衬屈曲分析的可靠性.     

具有内衬的缠绕容器缠绕层等张力设计的迭代搜索

基于本文作者已提出的模拟具有金属内衬缠绕容器缠绕过程的有限元策略或者其它一些简化的解析公式,发展了一种确定具有内衬缠绕容器实现等张力状态的预拉张力过程的迭代方法。以典型钢带或碳纤维缠绕的圆筒压力容器为例进行了数值分析。结果表明:采用本文中的方法可以通过可控的缠绕预拉张力工艺过程达到在缠绕工艺结束后实现压力容器等张力状态。      

缠绕型CFRP圆管轴压力学性能

缠绕型CFRP管由于其编织角度的灵活性可以根据需要设计出力学性能不同的管构件,而缠绕型CFRP管的受力安全性能是其分析和应用的基本问题之一。首先对3种不同缠绕角度和长细比CFRP管进行压缩试验,着重观察了树脂基碳纤维增强复合材料的刚度、极限强度以及细观破坏模式。其次基于Chamis C. C. 刚度修正模型、开发了可以模拟各向异性材料拉压双模量的本构子程序（Usermat）,从而将Chamis C. C. 刚度修正模型导入ANSYS主程序中。并采用复合材料Hashin破坏准则验证了其本构模型。在此基础上,对加载过程进行了数值模拟,与试验结果进行比较,证明本构模型具有很好的适应性。最后基于试验结果与数值分析结果,得到了缠绕型CFRP细长管屈曲荷载计算公式。     

内压容器压力试验的应力校核问题

就GB150-1998之规定,论证了压力试验时内压圆筒薄膜应力σT不可能达到试验温度下材料屈服点的90%(液压试验)或80%(气压试验),提出压力试验时的应力校核应采用第一强度理论进行,其应满足的强度条件是σT应小于或等于试验温度下材料的许用应力或者小于或等于材料屈服点的62.5%.     

缠绕图型对纤维缠绕复合材料力学性能影响的有限元模拟

针对纤维缠绕复合材料结构中存在纤维束交叉起伏和铺层走向交替的特点,建立了一种分析缠绕图型对缠绕复合材料结构力学性能影响的有限元方法。采用ABAQUS有限元软件,分析了考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后缠绕复合材料圆柱壳的应力、应变分布规律,并且研究了缠绕图型对缠绕圆柱壳屈曲临界载荷的影响。结果表明:采用层合板模型计算得到的圆柱壳的应力分布比较均匀;考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后,缠绕复合材料圆柱壳的应力不再均匀分布,应力云图出现规则分布的菱形图案,在菱形区域中纤维交叉起伏和铺层走向交替处的应力有明显的波动。本实验有限元模型中的菱形特征单元可以反映缠绕复合材料纤维交叉起伏和铺层走向交替的实际情况。     

缠绕图型对纤维缠绕复合材料力学性能影响的有限元模拟

针对纤维缠绕复合材料结构中存在纤维束交叉起伏和铺层走向交替的特点,建立了一种分析缠绕图型对缠绕复合材料结构力学性能影响的有限元方法。采用ABAQUS有限元软件,分析了考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后缠绕复合材料圆柱壳的应力、应变分布规律,并且研究了缠绕图型对缠绕圆柱壳屈曲临界载荷的影响。结果表明:采用层合板模型计算得到的圆柱壳的应力分布比较均匀;考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后,缠绕复合材料圆柱壳的应力不再均匀分布,应力云图出现规则分布的菱形图案,在菱形区域中纤维交叉起伏和铺层走向交替处的应力有明显的波动。本实验有限元模型中的菱形特征单元可以反映缠绕复合材料纤维交叉起伏和铺层走向交替的实际情况。     

内外压作用下纤维缠绕厚壁柱形容器的强度

研究各向同性材料内胆外对称均衡缠绕纤维的厚壁圆柱形容器在内外压力作用下的应力和强度特性。采用正交各向异性本构关系和轴对称厚壁筒理论, 获得纤维层和内胆的应力, 以及纤维方向三向应力的解析公式。利用Hoffman和Tsai-Wu失效准则研究薄壁筒理论和三维应力对应的强度随壁厚和缠绕角的分布规律。计算比较了有、 无内胆的纤维缠绕容器的强度随缠绕角的变化情况。利用ANSYS软件的层合单元SOLID191建立的模型给出的纤维向应力和强度比与本文理论结果吻合很好。研究发现: 基于层合板理论的二维纤维向应力公式给出了不准确的纤维向应力, 不准确的横向应力造成容器纤维层的强度值偏低; 不同的纤维类型和缠绕角, 厚度-半径比对强度比的影响不同; 基于二维应力分析的薄壁筒理论给出的纤维层强度比小于三维分析的结果; 缠绕角对无内胆的缠绕容器强度比的影响比有内胆的更敏感。      

纤维缠绕复合对细长铝合金圆管轴向承压的增强作用

在硬铝合金（ＬＹ－１１铝合金）细长圆管的外壁以不同方式缠绕复合碳纤维，并对缠绕前后圆管承受轴向压载荷能力进行了对比试验。试验结果表明，细长圆管外壁缠绕碳纤维后，圆管的抗弯曲变形及抗压极限承载能力都得到大幅度提高。本文对未经缠绕的承压管的稳定性及理论临界应力进行了探讨，对采用碳纤维缠绕复合后的细长管轴向承压能力得以提高的原因作了分析。     

差压式液位计在密闭容器上应用与改进

液位检测作为容器中物料储存的度量手段,为生产过程正常运行提供重要依据,一个好的液位测量方案应测量准确、安装方便,维护简单,而且经济实惠。本文介绍了差压式液位计在密闭容器上的应用与常见故障处理。     

高温高压复合密封材料研究及应用

根据填充改性机理,通过正交试验法对影响胶筒的性能指标进行评价分析,确定耐高温高压多元复合材料最优配比为73%聚四氟乙烯树脂+15%纤维类增强填充剂+7%非金属类润滑填充剂+5%金属类耐磨导热填充剂。室内试验和现场试验证明,最优配比组成的胶筒可承受350℃注汽高温和20 MPa注汽压差,满足了稠油热采井过热蒸汽或超临界蒸汽吞吐封堵的工艺需要。     

Static Behaviour of Transversely Loaded CFRP Laminate Panels Subject to In-Plane Tension

Abstract: Static tests with various in-plane loads from 0 to 30 kN were conducted, to study in- plane load effects on the static behaviour of CFRP laminated composite panels when subjected to transverse load. The panels were 32 ply with the unidirectional carbon epoxy plies in a quasi-isotropic lay up. It is shown that panel stiffness and maximum load increase with increasing in-plane load and that a failure mode transition occurs with increasing in-plane load. It is also shown that the energy absorbed by the panel to failure is approximately constant with respect to in-plane load. Experimental information on load v deflection histories, surface strain histories and different failure modes together with material properties are presented in the paper, which could be used for analytical and numerical simulations of the problem.     

含预裂缝复合材料缠绕圆柱壳轴压承载特性分析

为探究穿透裂缝对复合材料缠绕圆柱壳承载能力及失效模式的影响,首先开展不同壁厚含预裂缝复合材料缠绕圆柱壳轴向压缩试验。对于A系列厚壁圆柱壳,裂缝导致承载能力下降53.96%,失效模式由局部屈曲转化为裂缝扩展、脆性断裂;而B系列薄壁圆柱壳均发生局部屈曲,裂缝使承载能力下降12.59%。其次,采用有限元软件ABAQUS 6.14,基于非线性RIKS算法,建立轴压作用下含预裂缝复合材料圆柱壳极限承载能力计算模型,通过引入Hashin失效准则及损伤演化判据,预测结构渐进破坏模式及极限荷载。数值结果与试验数据吻合良好,最大误差为7.01%,验证了数值算法的可靠性。在此基础上,探讨裂缝方向、缠绕角度对含预裂缝复合材料圆柱壳极限承载的影响,可知:对于±55°螺旋铺层复合材料圆柱壳,随裂缝角度α增加,极限承载能力先升高再降低,当α=45°时,具备最大承载能力;对于含开缝角α=15°、45°、55°缠绕圆柱壳,随缠绕角θ增加,其承载能力呈先上升后下降趋势。且开缝角越小,缠绕角度对极限荷载的影响越大,当缠绕角θ=30°时,达到最大承载能力。     

脉冲荷载作用下土中浅埋钢筋混凝土框架直剪破坏分析(Ⅱ.应用)

本文应用文献[5]所提出的计算方法，分析了集团装药爆炸条件下土中浅埋框架迎爆面构件的动力响应及破坏模式，并分析了影响结构直剪破坏的因素。最后通过大量计算，给出了集团装药爆炸条件下土中浅埋钢筋混凝土框架发生直剪破坏的条件。     

扁平绕带式压力容器在低温工程中的应用和设计

随着低温技术的迅速发展，对大型低温高压容器的需要不断增加。本文提出将我国独创的扁平绕带式压力容器技术应用于低温工程中，这必将带来安全、经济的应用效果。本文还就其设计、制造等技术中的关键问题作了分析。     

Design of Fibre Reinforced Composite Structures Subjected to High Strain Rates Using Finite Element Analysis

A finite element analysis of fibre reinforced plastic tubes subjected to a dynamic internal pressure pulse is performed using the ABAQUS finite element program. The effects of strain rate on the ply properties, the nonlinearity of the stress-strain curves, failure and post-failure theories are incorporated in the analysis. The results of the analysis show good agreement with the experimental stress-strain and strain-time results for 45° and 65° Kevlar fibre reinforced epoxy (KRP) tubes.     

水电站压力钢管修复洞内转运案例分析

分析总结了构皮滩水电站3号机组压力钢管在进行接触灌浆时发生大面积鼓包,修复材料、设备采用从进水口检修门后吊入,牵引台车洞内转运的方案,解决了运输难题。对类似工程压力钢管修复时材料、设备的转运提供借鉴。     

案例教学在环境管理课程中的应用

案例教学法是具有启发性、实践性，能提高学生决策能力和综合素质的一种有效的教学方法，而环境管理学的特点则体现在边缘性、综合性与实践性上，两者的结合具有很强的适应性。文章结合具体的教学实践活动，探讨了环境管理本科教学中如何有效实施案例教学方法的问题。     

Application of sensitivity analysis in extension,inflation, and torsion of residually stressed circular cylindrical tubes

This paper deals with applying two main sensitivity analysis (SA) methods, namely, the Sobol method and the Fourier Amplitude Sensitivity Test (FAST) method on the problem of mixed extension, inflation, and torsion of a circular cylindrical tube in the presence of residual stress. The mechanical side of the problem was previously proposed by Merodio & Ogden (2016). The input parameters in the form of the initial cylinder geometry, the amount of the residual stress, the azimuthal stretch, the axial elongation, and the torsional strain are distributed according to three probability distribution methods, namely the uniform, the gamma, and the normal distribution. In the present work, through applying Sobol and FAST methods, the most influential factors among input parameters on the output variable have been determined. The assessment of our results is then determined by the computation of bias and standard deviation of Sobol and FAST indices for each input parameter in the model.