环境载荷与环境压强:环境压力指标及应用

一个国家的经济活动产生的环境压力与其具有的环境承载能力。决定了该国社会与经济发展的可持续状况。因此．测度环境压力和承载力是制定可持续发展目标和政策的必要条件之一。基于国家尺度的社会代谢物质流、地理面积和生态承载面积。可以构建出一个国家本国环境所承受的环境压力总量指标体系——环境载荷和环境压强；德国、荷兰、奥地利、日本和美国等五个工业国家的环境载荷和各环境压强总量指标若干年的实证计算和对比分析。可以发现．虽然美国的国内环境总载荷、人均物质总需求及人均生态足迹赤字等均是各国最高者．其环境压强却处于五国的最低端。与奥地利相近；以环境压强指标测度。除日本不明显外．其余四国的经济发展与本国环境压力之间在研究期（1975—1996）均显示出“脱钩”关系．即本国环境压强并没有随经济总量的增长而增加。为此．最后就环境问题的公平性和环境压力指标的优缺点进行简要讨论。     

角接触球轴承的选用与寿命计算

本文通过对角接触球轴承的受力分析、应力分析,轴向载荷的计算,当量动载荷计算总结了角接触球轴承的选用与疲劳寿命计算方法。     

抽油杆疲劳性能实验分析

目的有效地预防和减少因抽油杆断裂导致的油井修井作业,进一步降低油田开发成本。方法采用岛津电液伺服疲劳试验机,对D级和H级抽油杆进行材质成分分析,测试力学性能、空气和腐蚀介质下疲劳强度、拉压载荷对疲劳性能的影响,并进行对比分析。结果 H级抽油杆的力学性能优于D级抽油杆。随着含水量的增加,两种抽油杆的抗疲劳性能均降低,在空气中,H级抽油杆的疲劳性能均优于D级抽油杆。在腐蚀环境中,D级抽油杆的疲劳性能优于H级抽油杆,并且两种抽油杆所受拉压载荷对疲劳均有一定影响。结论含水是影响抽油杆腐蚀疲劳性能的关键因素,H级抽油杆应在低含水区块应用,D级抽油杆在中高含水区块应用。抽油杆中和点以下产生的附加拉应力是导致抽油杆偏磨的直接原因,在中和点以下应优化扶正防磨设计。在中高含水区块,应加大对服役年限较长抽油杆的更换力度,以减少和预防抽油杆断裂事故的发生。     

环境对某型飞机典型结构部位疲劳寿命影响分析

目的 研究环境对飞机典型结构部位疲劳寿命的影响。方法 选取某型机机身连接壁板、机翼壁板、机翼内部大梁结构、平尾接头及垂尾接头的典型模拟件为研究对象,开展实验室加速腐蚀与随机载荷谱交替试验、载荷谱疲劳试验,分析环境对典型结构部位模拟件表面涂层损伤、疲劳断裂位置、疲劳源及中值寿命的影响,建立环境对结构部位疲劳寿命影响关系。结果 采用载荷作用后结构部位模拟件疲劳中值寿命与加速腐蚀环境-疲劳寿命后试样的疲劳中值寿命比值,估算环境对结构部位模拟件疲劳寿命的影响,比值k=1.2~2.5,且比值k越大,说明环境对试样的疲劳寿命影响越大。结论 采用载荷作用后结构部位模拟件疲劳中值寿命与加速环境-疲劳寿命后试样的疲劳中值寿命比值,可初步估算环境对结构部位模拟件疲劳寿命的影响,且试验结果表明,外部环境较内部环境对试样疲劳寿命的影响更大。     

固体火箭发动机全寿命环境载荷分析

目的对固体火箭发动机全寿命环境载荷情况进行分析,掌握其特性和变化规律。方法在分析固体火箭发动机使用环节主要环境载荷因素基础上,对实测获取的典型固体火箭发动机服役区域的环境载荷数据进行分析。依据固体火箭发动机全寿命服役历程情况,给出全寿命环境载荷的编制方法。结果根据发动机典型服役历程环境载荷特点和服役历程,可以有效掌握发动机全寿命周期内的环境载荷情况。结论该方法具有较好的可操作性,从而为固体火箭发动机结构完整性评价和寿命试验评估提供基础数据。     

管线钢应力腐蚀开裂的影响因素

介绍了管线钢应力腐蚀开裂(SCC)的类型、条件及特点.就环境因素、力学因素和材料因素对管线钢应力腐蚀开裂的影响进行了详细分析.在环境因素方面,近中性和高pH值分别导致了不同类型的SCC,H2S和CO2-3-HCO3-浓度升高促进管线钢SCC的发生,低温和外加过电位增加SCC的敏感性;力学方面,载荷类型及应变速率比实际应力对管线钢SCC的影响更重要;材料因素方面,化学成分、热处理工艺决定了显微组织,进而影响管线钢发生SCC敏感性.     

多点激励中的控制载荷存在性

目的 给出多点激励振动试验中控制载荷的存在性判据,建立控制载荷分析的数值模拟方法.方法 从控制载荷数量与目标响应数量关系出发,通过传递函数矩阵及其增广矩阵的秩的大小关系比较,对多点激励振动环境试验中控制载荷的存在性进行研究,并针对当前多点激励试验中只控制多个点的幅值而不控制相互之间相位差的现状,对存在性结论进行修正,同时通过理论推导和数值优化算法,建立不同工况下控制载荷的分析方法.结果 对于同时控制响应幅值和相位的情况,当传递函数矩阵的秩Rc与其增广矩阵的秩Rz相同且为满秩时,控制载荷存在唯一解;当Rc=Rz但非满秩时,控制载荷不唯一;当Rc载荷不存在.对于实际工程应用中一般只控制响应的幅值的情况,当Rc=Rz时,控制载荷不唯一;当Rc载荷仍然存在.结论 多点激励载荷与响应幅值之间为非线性关系,对于具有工程意义的以少量加载设备实现多个点响应控制的情况,在控制容差范围内,控制载荷在某些频段上仍然存在.     

内压作用下含体积型缺陷弯管极限载荷研究

油气管道一旦发生泄漏失效容易引发爆炸等灾难性事故,而管路中的弯管段是容易发生失效的部分,弯管段承载能力的高低将影响整个管道系统的安全性。为了解决油气管线中弯管的失效问题,考虑几何和材料非线性,建立内压作用下含体积型缺陷弯管的有限元模型,并与爆破试验结果对比验证模型的有效性,确定管道的失效判定准则。研究表明影响弯管极限载荷的主要因素有缺陷的几何尺寸、相对位置以及弯曲半径。基于模拟计算,讨论各因素对含缺陷弯管极限载荷的影响规律,通过对计算结果进行非线性拟合,提出内压作用下含体积型缺陷弯管的极限内压预测公式。该公式将为含缺陷弯管的剩余强度评价和完整性评价提供一定依据。     

神经网络技术在单机应变寿命监控中的应用研究

目的解决单机应变监控载荷模型中非线性问题带来的误差。方法基于人工神经网络技术,结合某型飞机典型盒段试验件有限元模型,建立用于单机应变寿命监控的神经网络载荷模型,利用随机选取的测试数据对模型的精确性进行验证,并与多元线性回归模型进行对比分析。结果 BP神经网络载荷模型的预测值比较贴近实测值,同时要优于多元线性回归模型的预测结果。结论 BP神经网络载荷模型可以用于单机应变监控,而且预测精度更高,可以更加准确地把握平尾的损伤情况。     

水下载荷对垂直发射潜航器结构影响仿真研究

目的研究水下载荷对垂直发射潜航器结构的影响。方法采用流体分析软件计算潜航器周围的压力场分布,利用有限元分析软件建立水下潜航器有限元模型,将计算得到的压力场加载到潜航器有限元模型后,仿真计算潜航器在水中向上运动不同时刻的应力和变形。结果随着潜航器的上升,水对弹的轴压影响逐渐减小,潜航器的弯矩和剪切力越来越大。随着潜航器向上运动,其加速度和速度变小,水对潜航器的压力载荷也变小。潜航器发射后,尾部虽然已经不承受发射载荷,但是随着这个载荷的消失,头部的变形逐渐减小。结论由于存在攻角,潜航器在铅垂和水平方向亦有力的分量,从而使潜航器受到的水下载荷更为复杂。