铸造起重机焊缝裂纹分析及修补方法探讨

本文针对钢厂一台铸造起重机在端梁与主梁连接处发生焊缝开裂的现象,在进行现场勘查后,并结合实际吊载工况,从材料、制作工艺、焊缝布置、主梁疲劳受力状况等原因进行了分析,找出了导致焊缝开裂的原因,同时探讨了焊缝的修补方法,并经实践论证,此修补方法有效地延长了设备的寿命,杜绝了安全隐患,也取得了一定的经济效益。     

偏置炉胆锅炉管板角焊缝裂纹原因分析及处理

对一偏置炉胆卧式燃油锅炉的管板角焊缝产生裂纹的原因进行了分析，主要是金属疲劳、温差应力和过冷沸腾三者共同作用的结果；制定出了管板角焊缝裂纹修复的方案，为锅炉的安全运行和修理改造提供了参考。     

几种油气输送管材料的疲劳特性与管道寿命预测

针对油气输送管道的疲劳问题,选择管道工程中常用的螺旋缝埋弧焊管(SSAW)、高频电阻焊管(ERW)和直缝埋弧焊管(UOE)3种材料采用小试样对不同区域(管体、焊缝、热影响区)的疲劳裂纹扩展特性进行测试与对比研究.同时,采用自行研制的油气输送管全尺寸实物疲劳试验系统对含裂纹类缺陷的X60 SSAW焊管进行了水压实物疲劳试验,对含表面裂纹缺陷的输送管在承受内压疲劳载荷下表面裂纹的扩展规律进行了探索研究.建立了小试验疲劳试验与管道实物疲劳试验结果的相关性.该研究结果为管道的抗疲劳设计与评价、在役管道疲劳寿命的预测和检测周期的确定提供了依据.     

1000MW超超临界锅炉低过进口集箱管接头裂纹分析

从制造、安装、结构特性、运行、检修等方面,对某电厂超超临界百万机组锅炉低温过热器进口集箱管接头角焊缝和鳍片焊缝多次出现的裂纹问题进行了分析和探讨。结果表明,结构特性和运行原因导致的管接头温差应力热疲劳,安装过程管接头鳍片焊缝焊接缺陷、焊接残余应力和应力集中,以及检修中鳍片处理质量不佳和多次返修造成的材质劣化等因素共同导致了管接头裂纹的产生和扩展。最后,提出了该问题的处理建议。     

飞行塔类游乐设施座舱吊挂装置结构分析

在分析飞行塔类游乐设施吊挂装置结构特点的基础上,通过对某典型飞行塔类游乐设施-双塔跳楼机安全分析及单一失效点辨识,发现该类游乐设施座舱吊挂装置吊耳连接板存在重大安全隐患。仅采用简单角焊缝连接座舱和驱动钢丝绳,强度计算得出安全系数不满足规范要求。为此对该结构进行了结构分析,将简单的吊耳角焊缝变更为连接板、连接座结构,采用多向焊缝、定位销(块)、全熔透焊缝等形式连接,通过强度和疲劳计算证明优化后的结构更加合理,保证了设备运行的安全性和可靠性,为飞行塔类游乐设施吊挂装置设计提供了一定的参考。     

相控阵超声检测技术对焊接接头实际检测应用实例

焊接接头结构多样,其内部存在各种缺陷,常规超声通常受限于结构及厚度等因素制约,往往造成漏检。本文分析了常规超声与相控阵超声的优缺点,介绍了相控阵超声的基本理论。相控阵超声能够通过软件定制模块、优化探头及模拟仿真等手段对多种焊接接头进行检测。本文通过对平板对接焊缝、管对接焊缝以及管座角焊缝的检测实例,分析对比了常规超声与相控阵超声两种检测方法所得相关数据及图像,对相控阵超声应用于实际检测提供一定的数据支持。     

熔盐蒸发器管板封口焊缝泄漏原因分析

某光热电站熔盐蒸发器入口侧管板封口焊缝发生泄漏,通过表面检测和观察,发现裂纹是从封口焊缝根部发展,并从根部向外扩展的。根据裂纹扩展方向和运行数据进行综合分析认为,熔盐蒸发器在未正确操作下导致在极短时间内管板下部表面升温过快,造成封口焊缝局部热应力过大。在焊缝残余应力、工作应力和热应力共同作用下,管板下部封口焊缝根部产生裂纹并扩展至焊缝表面,形成贯穿性裂纹,造成蒸发器管板泄漏。     

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。     

换热管一管板四种组对坡口的焊接接头性能

选用氩弧焊工艺对1o号钢换热管与16MnlI管板四种组对坡口形式（缩孔45、缩孔u型、凸孔45°、平口45°）进行了焊接,并对其进行了拉伸及低周疲劳性能研究,对断后焊缝断面进行了显微形貌观察和微观组织分析。结果表明：四种组对坡口形式焊缝结合良好,无明显缺陷。缩孔和凸孔焊接试样拉伸性能相差不大,平口焊接试样略低;平口焊接试样抗疲劳性能优于凸孔焊和缩孔焊。因此四种组对坡口形式中平口焊接试样的接头性能最优。     

在役桥(门)式起重机金属结构疲劳寿命预测分析

针对在役桥(门)式起重机金属结构安全性能评估中的疲劳寿命预测问题,以Paris公式的等幅载荷疲劳裂纹扩展寿命计算公式为基础,结合Miner线性累积损伤理论,推导了一种用于变幅和随机载荷的起重机金属结构疲劳寿命计算模型。结合相关的试验数据,对模型中的多个参数进行分析,用试验推荐值进行随机载荷下集装箱门式起重机金属结构的疲劳寿命计算,并对影响疲劳寿命的主要因素进行分析说明。模型假设条件少,公式简便,适用于桥(门)式起重机金属结构的疲劳寿命预测。     

一种翼缘弯折式剪切型软钢阻尼器试验研究与数值模拟

为改善普通剪切型软钢阻尼器在翼缘与连接板焊缝处应力集中问题,提出了一种翼缘弯折式剪切型软钢阻尼器。通过低周反复试验和ABAQUS有限元模拟,对阻尼器的基本力学性能和疲劳性能进行研究。数值模拟分析和试验结果大致贴合,改良后的阻尼器性能稳定,耗能效果明显,能进行较大位移的剪切变形,具有一定抗疲劳能力。该阻尼器构造简单易于制造,可为相关研究提供参考。     

基于脑电数据的管制架次对管制员疲劳影响研究

为量化研究管制区域内飞机架次的时空变化对管制员疲劳的影响,设计相应测试方案进行试验研究。有针对性地选取20名在职管制员分别在大、小夜班的班前和班后进行试验,采集完成不同流量等级下雷达模拟机任务过程中的管制员的脑电(EEG)信号数据,从数据中提取疲劳指标值,运用SPSS20.0软件统计分析指标值,根据管制员的岗龄将其分成2组进行比较,线性拟合班前班后的管制员疲劳指标值。结果表明:岗龄≥10年的管制员疲劳指标值及其波动性明显低于岗龄<10年的管制员;班前管制员疲劳指标值随管制架次的增加中后期呈下降趋势;班后管制员的疲劳指标值随管制架次的增加而增长,随时间呈3次曲线变化。     

起重机结构疲劳剩余寿命评估方法研究

针对机械结构的主要破坏形式——疲劳破坏,以桥式起重机焊接箱形主梁为研究对象,根据断裂力学Paris-Erdogan方程,结合Miner疲劳损伤累积理论,应用实验所得数据,推导出疲劳剩余寿命公式。采集不同类型,不同额定起重量起重机一段时间内相应起重量的工作次数数据,以模拟出危险点处相应的载荷谱。以VC++为开发平台,研制完成桥式起重机疲劳剩余寿命评估软件。该软件可模拟实现普通、铸造桥式起重机的疲劳剩余寿命估算,并与实验结果进行比较,表明具有较高的吻合性和实用性。     

基于眼-脑生理指标的大型地下洞室驾驶员疲劳演化特征研究

为保障大型地下洞室驾驶安全，提出眼动和脑电双模态驱动的大型地下洞室驾驶疲劳评价方法，探究驾驶员疲劳演化特征。首先，根据实地数据设计大型地下洞室模拟场景，利用驾驶模拟技术开展驾驶试验，实时采集驾驶员的眼动和脑电数据；其次，对数据进行分段处理，基于格拉布斯准则剔除眼动异常数据，通过快速傅里叶变换分解出脑电节律，构建脑电疲劳指数模型；最后，开展不同区段下驾驶员平均瞳孔直径、眨眼持续时间、眨眼频率及θ、α、β节律等指标的差异性分析，以平均瞳孔直径和脑电疲劳指标F为参量，提出基于模糊综合评价的驾驶疲劳度量方法。结果表明，驾驶员的视觉疲劳出现明显早于精神疲劳，而精神疲劳可以更精确地体现影响驾驶状态的内在疲劳。相较于地上路段，驾驶员在大型地下洞室中的疲劳累积更快，呈现反复、波动式上升，且其综合疲劳程度在中后段达到峰值，之后受洞口光亮刺激在末段减弱。     

某核电厂给水除氧器系统管线焊口失效分析与对策

为了研究核电给水除氧器系统管线不锈钢焊口批量开裂机理,取样进行了理化分析、裂纹形貌观察。分析表明,断口扩展区发现了疲劳辉纹,焊缝、热影响区塑性、韧性显著低于母材,为裂纹扩展提供了有利路径,交变载荷或在应力集中交互作用下提供了裂纹萌生条件和扩展动力,导致焊口早期开裂。根据开裂分析过程中发现的问题,提出了改进措施,确保机组安全稳定运行。     

载人设备结构应力状态光纤光栅监测系统开发与应用

基于光纤光柵传感技术开发了一套载人设备结构应力状态监测系统,该系统由传感子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据存储子系统和数据显示子系统等组成。系统通过光纤光柵传感器对载人设备结构的应变波长信号进行感知;利用数据采集系统对各测点的监测波长数据进行同步采集,通过数据传输子系统实现数据的实时远程传输。然后通过软件系统实现各通道采集应力数据同步存储,并实现数据的实时显示、历史曲线查询,利用后台数据分析显示该测点部位的疲劳损伤状态和裂纹萌生寿命的预测。最后通过现场测试,证明了现场采集数据的有效性,并结合载人设备结构应力热点区疲劳损伤诊断方法初步实现了对测点部位的损伤诊断和疲劳寿命预测。为载人设备结构的维修提供依据,保障载人设备的安全运行。     

基于驾驶员模型参数辨识的疲劳驾驶研究

提出一种利用驾驶员模型反演方法来进行驾驶员疲劳诊断研究的新方法。首先利用预瞄神经网络建立适应于复杂路况条件下的驾驶员-汽车-道路闭环模型,然后定义特定行驶轨迹内理论数据与试验数据的近似度为目标函数,将驾驶员参数的反演问题转化为多目标优化问题,采用基于实数编码混沌变异量子遗传算法的优化方法,获得全局最优解。试验中采用脑电和主观疲劳心理评测结合的方法确定被试者的疲劳状况。在每种疲劳状况下对驾驶员参数进行辨识,对结果进行统计分析表明,在考虑到车型、道路曲率等因素条件下驾驶员参数分布与驾驶员的疲劳状况有很强的相关性。     

不同休息方式对缓解监控作业疲劳的作用研究

为探讨消极休息与积极休息对缓解监控作业疲劳的作用,在分析监控作业特点基础上,利用计算机语言编程模拟监控作业,设计两个主实验分别从主观评价及生理心理指标测量等方面对被试者在采用不同方式休息前后的疲劳指标进行测量,并对数据进行差异性分析。实验数据分析结果表明:日常工作和生活中大家较多采用的消极休息方式能够在有限时间内较好缓解监控作业疲劳,以小强度运动为主的积极休息方式也能够较好地起到缓解监控作业疲劳的效果。但经过同样时间、同样强度的监控作业后,在相同短的休息时间内,采用积极休息方式比采用消极休息方式对于缓解监控作业疲劳更有效。     

管制员疲劳状态下认知能力差异分析

为监测不同岗位管制员执勤过程中的疲劳状态,利用精神运动能力检测结合空间知觉感知测试仪设计试验方案,研究不同岗位管制员疲劳状态下的认知能力差异.结合试验获取的数据,运用K-means方法将管制员工作状态划分为清醒和疲劳.选取疲劳数据,通过KW检验理论计算并分析不同岗位间管制员疲劳状态下认知能力差异.结果表明:进近与区域管制员疲劳状态下警觉性差异度为75.495,即进近与区域管制员疲劳状态下管制员警觉性存在显著差异;进近与塔台管制员疲劳状态下注意力稳定性差异度为7.881,不存在显著差异.     

基于多生理信号融合的疲劳驾驶检测研究

为减少交通事故，保障道路交通安全，提出一种能更加有效地检测驾驶人驾驶状态的方法。通过对疲劳状态进行等级划分，利用脉搏波信号(Photoplethysmographic signal, PPG)以及皮肤电反应信号(Galvanic Skin Response, GSR),实现多种生理信号融合，进而构建驾驶人的驾驶疲劳状态数据库。根据采集数据结合主观评测分析驾驶人状态变化规律，选取有效指标进行分析比较，以探究各个指标与疲劳程度的变化趋势。依据状态变化规律和特征，结合主观评测，分析驾驶人的疲劳状态。同时，设定疲劳状态等级，分为清醒、轻度疲劳和重度疲劳状态，构建隐马尔可夫(Hidden Markov Model, HMM)驾驶疲劳水平分级的疲劳评估模型。测试结果显示：训练后的HMM疲劳检测模型准确率为90%。