RPVPTS分析中二次应力塑性修正因子ρ的精确值

根据R6规范第四版Ⅲ.3.3.1节内容,推导出一种二次应力塑性修正因子ρ的精确计算方法。有限元计算出了某反应堆压力容器(RPV)在承压热冲击(PTS)瞬态时的ρ精确值,并用以分析了R6规范第Ⅰ章基本方法中ρ因子的保守性程度,讨论了ρ因子保守性对结构安全裕量(SM)的影响。研究结果表明,本文的分析案例中,R6规范第Ⅰ章基本方法中ρ因子的保守程度均在20%以上,由此引起断裂韧性SM的保守性也均在4%以上,并且断裂韧性SM的保守性随裂纹前沿温度的增加而增大。因此,当希望利用失效评定图(FAD)获得结构SM的精确评定时,有必要有更精确的ρ因子解。     

基于等效原场应力的失效评定曲线

首先针对油气管道的断裂数据,阐述R6的选择2曲线因使用假设h(n)h(n=1)≈1带来的不足,通过分析说明该假设不但会使评定结果出现保守情况,而且可能使评定结果出现非保守情况.然后根据计算J积分的等效原场应力方法推导基于等效原场应力的失效评定曲线.文中推导的基于等效原场应力的失效评定曲线形式上类似于R6的选择2曲线,但评定精度接近基于严格J积分定义的失效评定曲线.同时,该评定曲线同样适用于任意应力应变关系材料,包括Ramborg-Osgood(R-O)关系材料和任意单调加载非R-O关系材料,例如长屈服平台钢,在工程上十分适用.     

局部法评定铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能

三种不同的局部法,临界距离法、应力平均法和等效应力强度因子法,用于评估Al6082-T6铝管搅拌摩擦焊焊接接头的疲劳性能。结果表明,3种疲劳评定方法都能对铝合金搅拌摩擦焊接头做出合理的评定。运用临界距离法时采用Peterson修正公式计算临界距离参数L,结果表明该方法能够精确预测出Al6082-T6铝管搅拌摩擦焊焊接接头的疲劳极限,预测误差仅4%,并能预测出接头疲劳薄弱区域;应力平均法的预测结果偏保守,预测结果较试验值低7.46%,其将焊趾视为尖锐缺口的做法具有工程应用价值。等效应力强度因子法通过将接头模拟成带标准裂纹的构件来计算焊接接头等效应力强度因子范围,并通过与接头裂纹扩展门槛值比较来判断焊接件是否发生疲劳失效,结果表明等效应力强度因子法能够对Al6082-T6搅拌摩擦焊接头做出合理的疲劳评定。     

双准则法失效评定曲线(FAC)的评价与建议

本文在对英国CEGB R/H/R6-R ev.3及美国EPRI J积分工程方法的评价与分析基础上,提出了一条新的参考应力J积分失效评定曲线。所进行的几种材料弹塑性断裂实验表明,本文建议的失效评定曲线具有合理的保守性。     

铝合金焊接接头疲劳评定的应力平均法

应力平均法（the stress averaging approach,简称SAA）是局部应力方法之一,文中采用此方法对3A21铝合金焊接接头进行疲劳评定,用有限元计算局部应力值,建立试验结果和评定结果的S-N曲线,并分析接头形式、焊趾半径对疲劳强度的影响。结果表明,SAA法评定的结果是偏于安全的,但Neuber建议把焊趾处视为尖锐缺口（即令ρ=0,ρ^＊=0．15mm）,在工程上有一定的适用件,在理论上并不完全正确。这样在焊趾处将产生较大的应力集中,由此得到的局部应力值远远大于实际值。接头形式对采用名义应力幅值△σ表示的疲劳强度有较大影响;焊趾是决定焊态接头疲劳性能的关键部位,应力集中区的最大应力存在于焊趾部位。     

航空有机玻璃切口强度及切口敏感性估算

由有机玻璃切口根部及钝化裂尖的应力应变特性,给出了得到实验结果验证的切口强度完整表达式,表明有机玻璃σN-Kt曲线由三段组成,上,下水平段分别由材料强度和断裂韧度控制,中部曲线段可由切口强度表达式利用光滑试样拉伸性能进行估算。引入切口敏感度因子KN对定向与非定向有机玻璃的切口敏感性进行了定量评定,并通过引入尖切口不敏感因子Kρ,给出断裂韧度与切口强度的定量关系。     

化工管线弯头裂纹缺陷失效评定

运用有限元方法及R/H/R6第4版失效评定图对一化工管线弯头表面裂纹缺陷进行了失效评定,并通过逆向迭代方法,给出了允许的裂纹尺寸。结果表明:弯头基于第三强度理论的当量应力强度最大位置位于其外弧面内壁,目前的裂纹尺寸是安全的;给出的允许裂纹尺寸可以指导管线后续的检维修工作。     

概率形式的R6结构完整性评定方法

通过与解析形式的R6结构完整性评定方法的比较,本文提出了一种新的基于R6原理的概率评定方法。利用该方法可以方便地求出用于评定结构完整性状态的失效概率。同时借助于相应的敏感性分析结果,人们可以进行正确而有效的涉及设计、选材、制造、运行、检测等方面的管理决策。     

焊接接头疲劳评定的等效应力强度因子法

等效应力强度因子 (equivalentstressintensityfactor,简称E SIF)法是近年来提出的一种新的疲劳评定方法 ,文中采用 16Mn钢的非承载角焊缝十字接头的疲劳试验结果对E SIF法的有效性进行研究 ,并分析讨论影响这种方法的有关因素。结果表明 ,采用等效应力强度因子法能对 16Mn钢非承载角焊缝十字接头的疲劳性能作出合理的评定 ,并能预测焊接接头的疲劳断裂位置 ,且该方法适合于焊态接头和较小焊趾半径的疲劳评定。等效应力强度因子法对应力集中区单元尺寸有一定的依赖性 ,对实际焊接接头的焊趾半径变化范围 (在 0 .15mm～ 0 .8mm内 ) ,选择焊趾半径与最小单元尺寸的比值 ρ/emin>1.7时 ,可以获得合理有效的等效应力强度因子ΔKⅠ 值计算结果 ;当焊接接头的焊趾半径较小 ( 0 .15mm～ 0 .40mm)时 ,等效应力强度因子法更为合理     

裂纹尺寸模糊表征下的含缺陷压力容器R6评定方法

对缺陷检测尺寸的捕征方法进行了研究，提出了缺陷尺寸的模糊表征方法，然后建立了裂纹尺寸模糊表征下的含缺陷压力容器R6评定方法。该方法不但可以对压力容器进行高模糊可靠度的安全性评定，而且还可以将不同检测人员检测出的不同的缺陷尺寸进行数据融,是到一致的R6评定结果，使其更加准确。合理。     

以R6为基础的概率安全等级评定技术和方法

综合考虑材料、缺陷和应力的有机联系,并考虑R6安全评定参数的不确定性,提出以失效率为指标进行概率安全等级评定的思路;选择第二水平法计算失效率,并提出收敛速度快、精 度高的“三阶段法”对复杂目标函数进行数学规划,解决了将Ｒ６概率化的技术关键;结合压 力管道,推荐了概率安全等级评定方法。     

斜耳片连接件应力强度因子表达式的计算研究

运用Ansys有限元软件,建立对称斜耳片受纵向拉载的有限元模型。在边界条件的设定时实现在耳孔面上施加符合实际情况的余弦分布载荷;通过分析耳片无量纲裂纹长度a/R1、外内径比R2/R1及耳孔内径值R1对应力强度因子值的影响,拟合得到对称斜耳片受纵向拉伸载荷的耳孔单边裂纹尖端应力强度因子表达式,并通过相应的剩余强度试验进行验证。其方法可用于其他形式耳片或类似结构的应力强度因子表达式的求解。     

对称式三线摆

阐述了对称式三线摆的结构原理及其微角及大角摆动周期的近似计算方法。利用这种装置可以测量中小型构件的转动惯量 ;当R/L >2 0 ,ρ≤ 6 0°时 ,该装置的测量精确度优于 1%。     

基于失效评定图的含缺陷压力管道安全评定方法评述

简要介绍了失效评定图的基本原理,分析了R6第3版和第4版以及SINTAP失效评定曲线,通过建立和比较R6的第3版和第4版的选择1以及SINTAP第1级和第2级失效评定曲线,得出了R6第4版选择1失效评定曲线比第3版选择1失效评定曲线更安全可靠、更适用的结论,同时建议建立常用材料的SINTAP第1级和第2级失效评定曲线,对含焊接缺陷的压力管道进行更精确的安全评定.     

热老化对主泵泵壳材料失效评定曲线的影响研究

主要研究了热老化对主泵泵壳材料CF8在室温和350℃温度下拉伸性能以及失效评定曲线的影响。对经历不同老化时间的试样进行恒应变速率下的拉伸试验,采用Ramberg-Osgood （R-O）模型对拉伸真应力-真应变曲线进行分析,并将分析结果用于失效评定曲线的计算。结果表明,随热老化时间延长,室温和350℃温度下材料的抗拉强度均不断提高,断后延伸率有所下降;在小应变范围内,R-O模型能够较准确预测材料的真应力-真应变曲线;采用英国R6标准方法二得到不同老化阶段材料的失效评定曲线,结果显示在部分区域,如采用未老化材料的失效评定曲线,则评定结果将偏于不安全。     

非对称斜耳片钉孔单边穿透裂纹应力强度因子计算研究

运用ANSYS软件建立非对称斜耳片受纵向拉载的平面有限元计算模型,在耳孔面上施加符合真实受载情况的余弦分布载荷;通过分析耳片量纲一裂纹长度a/R1、外内径比R2/R1、耳孔内径R1、裂纹斜切角β1和β2等参数对应力强度因子值的影响规律,拟合得到非对称斜耳片受纵向拉载的耳孔单边穿透裂纹尖端应力强度因子表达式;开展含不同孔边裂纹长度的非对称斜耳片剩余强度试验,将采用此方法计算得到的各试验件断裂时的临界应力强度因子值与试验数据进行对比,结果表明,拟合得到的应力强度因子表达式具有较高的计算精度;此计算方法同样适用于其他形式耳片结构,从而为工程上对飞机典型耳片结构的损伤容限设计与评估工作提供参考。     

内压作用下弯管环向穿透裂纹应力强度因子分析

应力强度因子是缺陷结构安全评定的必需参数。利用有限元分析软件ANSYS建立了内压作用下弯管环向穿透裂纹模型,以管道外径、管道厚度、纵向裂纹角、裂纹半角、环向裂纹角为参数,对不同参数下的应力强度因子进行了计算。结果表明:应力强度因子与纵向裂纹角θ1无关;应力强度因子随裂纹半角θ的增大而增大;应力强度因子随环向裂纹角θ2的增大先减后增。依据计算结果对参数进行了无量纲化,继而拟合了内压作用下弯管环向穿透裂纹应力强度因子计算关系式。     

带裂纹压力管道安全评定的应力强度因子曲线

根据压力管道安全评定的工程需要,给出了管道周期环向裂纹应力强度因子通用曲线.通过管道裂纹角和周期裂纹数,就可在曲线上查得正则化应力强度因子.类似的曲线可以根据管道的特点给出多条,便于工程应用.     

混合型泡孔结构硅橡胶泡沫的制备与压缩性能

采用化学发泡的方法制备了开孔-闭孔混合型泡孔结构的硅橡胶泡沫材料,研究了密度对硅橡胶泡沫压缩性能的影响。结果表明:随着材料密度的增加,相同应变所对应的应力增大,应力-应变曲线明显上移,ε_(0.32)随着密度增加而减小,拟合的线性方程为ε_(0.32)=-101.008ρ+84.286,相关系数R=-0.998;压缩应力松弛率随着密度增加而线性增大。     

管道穿透斜裂纹应力强度因子计算

裂纹是引起管道开裂失效的主要原因,裂纹尖端应力强度因子是表征裂纹应力场强度的主要物理量,也是对管道进行安全评估时的主要依据之一,但管道不同于平板,有曲率影响,因此基于平板推导出来的裂纹尖端应力强度因子公式必须进行修正。为了准确计算管道上斜裂纹应力强度因子,建立了不同管道直径、不同裂纹倾角以及不同裂纹长度下的管道穿透斜裂纹有限元模型,并计算了裂纹尖端应力强度因子,在无限大板中心斜裂纹应力强度因子计算公式基础上,修正得到了管道穿透斜裂纹应力强度因子计算公式,这对于含裂纹管道安全评定有重要参考价值。