车用CNG2气瓶金属内胆低周疲劳行为分析

在对CNG2气瓶进行有限元分析的基础上,对应变集中区域的应力进行了分析。运用Manson-Coffin公式,结合气瓶内胆的应变疲劳性能计算得到疲劳寿命,计算结果与气瓶疲劳试验寿命相符。制造过程中使用预紧工艺或过载方式产生塑性变形和残余压应力,可以提高应力强度范围门槛值,使裂纹启裂减慢,从而延长了气瓶的疲劳寿命。     

液化气球罐疲劳分析与抗疲劳研究

为了对液化气球罐的疲劳失效进行分析以及提高液化气球罐的抗疲劳性能,了解和掌握了压力容器的寿命特性并对液化气球罐的应力进行分析。之后基于压力容器的设计规范对液化气球罐的疲劳寿命进行了分析。按照美国ASMEVII-2规范进行计算,根据现行使用液化气罐的使用条件,计算出在不做疲劳分析时,该容器可以安全使用31．25年,文章最后给出具体的抗疲劳措施,包括：冷作硬化处理、降低应力集中、机械超载以及消除残余应力等,保证使得正常使用情况下容器不发生疲劳失效。     

硫化罐齿块啮合强度校核及使用缺陷分析

针对硫化罐齿块在使用过程中出现裂纹等使用缺陷甚至导致失效的问题,采用有限元方法,对一台硫化罐的齿块啮合强度进行了校核和 应力分析,基于各个危险截面的应力水平计算结果对该设备快开门结构强度进行了评价。并结合该设备在定期检验过程中发现的缺陷形式,对 缺陷产生原因进行了分析,结果表明在满足啮合强度计算的条件下,该设备的齿块在非危险截面的齿块根部出现了疲劳裂纹,该缺陷的产生和 扩展与制造环节和设备使用过程中的疲劳有关。基于分析结果提出在役硫化罐定期检验的关键位置和检验周期,为该类容器的制造和定期检验 提供参考。     

自紧压力对玻璃纤维环向缠绕气瓶疲劳性能的影响

运用有限元分析软件,分析了不同的自紧压力对车用玻璃纤维环向缠绕气瓶疲劳性能的影响,采用新的许用应力幅度一循环次数曲线代替JB4752,对不同自紧压力下的疲劳寿命进行了计算,认为不经过自紧只打水压试验是无法满足气瓶疲劳试验要求的。     

FN1000m~2换热器管板与球封焊接结构安全性分析

以JB 4732标准对某企业FN1 000 m2换热器进行管板与球封焊接结构疲劳寿命计算,校核其疲劳寿命是否满足企业要求。疲劳寿命计算是在有限元应力分析结果满足JB 4732对强度要求的前提下,依据JB 4732中附录C疲劳寿命计算准则,计算FN1 000 m2换热器在交变载荷下允许最大应力循环次数。计算结果大于企业所规定的应力循环次数,满足了企业对换热器管板与球封焊接结构安全性疲劳寿命要求,节约了疲劳试验的时间与成本,对企业进行换热器结构优化具有指导意义。     

考虑轮轨耦合的过山车轨道结构疲劳寿命评估

针对过山车轨道寿命预估难题,完成了基于轮轨耦合关系的过山车轨道寿命预估。首先在ADAMS中基于轮轨耦合进行仿真计算得到轮轨接触力,随后在ANSYS中建立过山车全轨道有限元模型并进行仿真计算,结果显示轨道螺旋段应力明显大于其他轨道单元段,轨道结构中枕轨应力集中现象突出,故以螺旋段枕轨应力最大处作为疲劳校核点。在获得疲劳校核点的应力-时间历程后运用雨流计数法提取循环载荷,最后采用基于疲劳损伤累积理论对轨道进行寿命预估。     

基于名义应力法的桥式起重机用钢丝绳疲劳寿命估算

为保证桥式起重机提升作业安全性,以32 t×42 m双梁桥式起重机用钢丝绳为研究对象,采用名义应力法估算其承载额定载荷和平均载荷时的疲劳寿命。通过有限元数值算法得到钢丝绳应力分布,确定可能发生疲劳破坏的部位在钢丝绳与绳芯接触处,应力分别为1 112.3,605.52 MPa,寿命分别为1 426.3,106次。根据钢丝绳材料的S-N曲线,通过应力集中系数、尺寸系数、加载方式和平均应力修正,得到基于名义应力法的疲劳寿命计算模型,计算得到疲劳寿命分别为1 390.9,8.19×105次,与有限元数值算法得到的寿命相差为2.48%,18.1%,阐明了名义应力法估算钢丝绳疲劳寿命的可行性。     

超高压容器耐压试验残余变形的测量和计算

详细阐述了超高压容器耐压试验残余变形的测量和数据计算方法。     

某干气车间净化器壳体错边完整性评价

本文针对某干气车间净化器在定期检验中发现的封头与筒体连接环焊缝的超标错边缺陷,采用合于使用评价方法对其安全性进行分析,利用JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》中的塑性极限载荷分析方法进行有限元分析,得出该台容器的最大允许操作压力不超过塑性极限内压的2/3,可以满足使用要求,建议使用单位运行期间对该容器加强监控管理,避免内压力、温度剧烈波动,避免应力腐蚀、疲劳失效的发生,适当缩短下一检验周期。     

埋地管道缺陷的自漏磁场计算方法研究

基于现有的埋地管道缺陷自漏磁场计算方法把缺陷处的磁荷假设为均匀分布,对于计算结果与实际检测存在较大误差的问题,通过采用ANSYS软件对管道缺陷进行有限元分析,根据材料力磁关系和磁荷理论,提出1种考虑磁荷实际分布的缺陷自漏磁场计算方法,并将该计算方法应用在某埋地管道磁记忆检测中。研究结果表明:该方法计算结果与实际值之间的峰值相对误差为6.9%,相对于现有方法16.4%的相对误差,准确度更高。研究结果有助于在管道磁记忆检测中,提高管道缺陷量化的准确性,对埋地管道缺陷非开挖识别与剩余寿命评价有重要意义。     

起重机械疲劳寿命分析预测软件开发及工程应用

随着国民经济的快速发展,起重机械的应用越来越广泛。在役起重机械的疲劳及由此引起的安全问题也愈来愈突出。以名义应力法为疲劳寿命预测的基本方法,采用双参数雨流计数法对随机载荷进行处理,根据Miner线性累积损伤模型计算随机载荷引起的疲劳累积损伤,然后对疲劳寿命做出分析预测。基于Matlab软件的图形用户接口开发环境,设计了工程应用型的疲劳寿命分析预测软件。采用所开发的疲劳寿命分析预测软件对起重机热点区的累积损伤和疲劳寿命进行分析计算与预测。根据4个测点的疲劳寿命分析结果,说明本文采用起重机结构疲劳损伤寿命预测方法比较合理,开发的疲劳寿命分析预测软件具有较好的工程应用价值,为快速进行在役起重机的疲劳寿命评估提供了平台。     

基于光纤传感技术的过山车疲劳寿命预测研究

过山车承受复杂随机交变循环载荷,其引起的疲劳损伤是过山车突然失效的主要原因,过山车结构的疲劳及由此引起的安全问题愈来愈突出。本文采用光纤光栅传感器对过山车关键结构的应力进行实时监测。针对实时监测数据,采用双参数四峰谷值雨流快速计数程序,对光纤光栅监测得到的实时应力监测数据进行数据压缩、峰谷值挑选、无效幅值去除等,得到疲劳损伤热点区的有效应力幅。同时采用Miner线性累积损伤理论和名义应力法对过山车热点区的累积损伤和疲劳寿命进行计算与预测。根据热点区2个测点的疲劳寿命分析结果,该过山车轨道的疲劳寿命满足规范基本要求。本文将光纤传感在线实时监测技术与疲劳寿命预测方法相结合,为更加准确的实现过山车的累积损伤及疲劳剩余寿命的实时显示和分析提供了新手段。     

高压容器旋转自紧方法研究

把超速旋转工艺引入高压容器自紧过程，提出旋转自紧方法，并对平面应变问题导出了厚壁圆管在旋转时的弹塑性及塑性极限的应力解和停转后的残余应力解，所得结果表明，由于残余应力的存在而导致了圆管弹性强度极限的提高，达到了自紧的效果。     

储气库含裂纹缺陷井筒寿命可靠性预测方法研究

为了探究地下储气库井筒管柱裂纹缺陷对井筒寿命的影响，采用随机裂纹扩展融合概率密度演化法(Probability Density Evolution Method, PDEM)模型对含裂纹缺陷井筒进行寿命可靠性预测。通过修正后的裂纹特征向量，采用总变差减小(Total Variation Diminishing, TVD)差分格式求解出特征值概率密度函数，可得到其疲劳寿命可靠性，研究不同裂纹长度和井筒内压下，井筒管柱裂纹处最大应力和应力强度因子K的变化规律，并对其模型预测进行性能分析。结果表明：概率密度演化法得到的井筒裂纹尺寸曲线与Monte Carlo法的结果吻合性良好，且概率密度演化法计算简单、精度高，模型预测误差率在11%以内；最大应力及应力强度因子K随着井筒压力、裂纹长度的增加而增大，当最大应力超过材料屈服强度350 MPa后，则增长趋势逐渐减缓直至趋于平稳。     

丙烯塔组合环焊缝裂纹的应力分析及评定

残余应力的存在,是影响压力容器脆断、疲劳破损、结构稳定性降低的重要因素和研究重点。本文对某公司50万吨年气体分馏装置丙烯塔组焊工程中残余应力的产生、对结构的影响和如何有效降低残余应力进行原因分析,并针对此类焊缝的合格评定进行计算。     

少载荷级数下桥式起重机桥架疲劳安全寿命研究

提出了一种针对少载荷级数作用下的桥式起重机桥架裂纹萌生寿命计算的新数值模拟方法。该方法利用ANSYS软件中的生死单元模拟吊重起升和小车运行,得到桥架在3级载荷作用下的瞬态应力响应,将应力数据集导入到疲劳软件FE-SAFE中,根据多轴局部应力应变算法,基于Morrow平均应力修正下的Brown Miller损伤模型,对32t/A6桥式起重机桥架进行疲劳分析。计算结果表明,桥架疲劳寿命满足使用要求,疲劳失效主要发生在端梁腹板的拐角处。     

对PSA吸附器建造的看法

吸附器广泛应用于炼化等行业,其建造的可靠性影响使用的安全性,关系炼化装置的长周期运行。结合某装置PSA吸附器短期运行疲劳失效修复后监护使用建造备台的案例,运用相关规范标准对疲劳容器的规定和相关文献对吸附器疲劳失效的分析,对吸附器施工图设计要求进行了讨论。认为疲劳容器建造的要点是控制峰值应力,而设计要解决的是尽可能降低由于局部应力集中如结构不连续、材料和制造缺陷(尤其是焊接缺陷)等引起的峰值应力,由此给出了吸附器建造的建议。     

S135材料疲劳性能测试及P-S-N模型的优选

钻具的失效大多为疲劳断裂,钻具的疲劳失效严重制约了安全施工。为解决钻杆材料疲劳寿命的准确描述问题,以S135钻杆材料为例,首先采用疲劳试验机测得材料的疲劳性能,基于试验数据分别采用正态分布模型、对数正态分布模型、Weibull两参数分布模型、Weibull三参数分布模型和指数分布模型进行数据处理,综合评价优选出描述能力最好的概率分布模型,并用该模型计算一定存活率下的疲劳寿命;然后通过一定存活率下的疲劳寿命和应力水平分别采用Basquin S-N模型、指数S-N模型和三参数幂函数S-N模型建立材料的P-S-N曲线模型;最后通过综合评价优选出拟合能力最强的P-S-N模型,并绘制P-S-N曲线。结果表明:S135材料在中长疲劳寿命区,Weibull三参数模型在四级应力水平下的线性相关系数均大于0.99,综合评价能力最好;在存活率分别为50%、90%和99%时,三参数幂函数S-N模型的拟合系数均大于0.974,综合拟合效果最好。研究表明,采用Weibull三参数概率分布模型和三参数幂函数S-N曲线模型能准确描述S135钻杆材料的疲劳性能,得出的P-S-N曲线为S135钻杆的疲劳寿命设计提供依据。     

基于子模型技术加氢反应器平面缺陷安全评定

工程经验公式无法对结构不连续区域的应力水平进行求解,传统的有限元分析法难得到较高计算精度的解,文中采用子模型技术可有效地解决了此类问题。含平面缺陷加氢反应器潜在失效模式为弹塑性断裂失效,文中对平面缺陷进行了缺陷表征,应用子模型技术计算了缺陷部位的主应力,采用常规评定方法对平面缺陷的安全性进行了评定分析,其计算方法可供类似工程参考借鉴。     

含缺陷在用压力管道的安全性分析

采用有限元分析软件-ANsYs软件,建立了7组不同情况下含平面缺陷的弯管有限元模型,对管道上裂缝进行了应力计算和分析,并采用GB／T19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》标准对含裂缝缺陷的压力管道进行了简化评定。结果表明7组评定点均处于安全区域,故裂纹缺陷不影响管线正常运行。