基于χ~2优化方法的铸钢侧架原始裂纹尺寸分布研究

将铸钢侧架清砂后未经修复的原始裂纹尺寸进行了统计 ,综合运用参数的点估计方法和区间估计方法 ,以置信区间作为优化的约束条件 ,提出了对检验值进行最优化处理的方法 ,并运用二参数约束非线性优化方法的直接解法 ,搜索出最佳点估计值。经过对裂纹尺寸分布参数的计算证明 ,其结果符合对数正态分布     

压力容器裂纹失效路径仿真平台开发与应用研究

基于安全性评定理论,提出了失效路径理念,探寻了压力容器裂纹缺陷失效路径仿真平台开发思路,并利用VB编程语言完成了相关平台的开发。以某一穿透裂纹为例,通过设定裂纹不同的尺寸变化量和延迟时间,应用仿真平台得到了裂纹在失效评定图上评定点的变化轨迹,得到失效路径仿真曲线,并对结果进行分析。以失效路径的仿真曲线为基础,为预测裂纹的临界尺寸所处的精确范围提供了一种新的方法。     

基于裂纹断裂力学对球型液氨储罐临界裂纹尺寸的分析

本文对某化工厂2000m3液氨球型储罐基用断裂力学理论对其临界裂纹尺寸进行分析,并对该球型液氨储罐在定期检验中所发现的两处裂纹与其临界裂纹尺寸进行比较,分析球罐在存在裂纹的情况下,球罐是否会发生泄漏。     

空气储罐安全临界裂纹的可靠性分析

通用失效评定图在评定焊接结构安全性方面广为采用。但是,材料力学性能的测试、结构中缺陷大小的测试,客观上存在一定不确定性。因此,不论是对评定参数还是评定结果都需要进行可靠性分析。但可靠性分析需要大量数据,有时难于实现。为此,在对随机变量的实验结果进行统计分析中,采用二维单侧容限方法,从而在不增加工作量的同时,确保了分析结果的高可靠性。在空气储罐安全临界裂纹分析计算中,采用该方法处理后,应用成功-失败法对指定失效概率进行求解,裂纹尺寸变动1mm ,其安全评定的失效概率则变动几个数量级,从而在充分挖掘储罐潜能的同时,大大提高了安全临界裂纹分析的可靠度。     

浅谈运用无量纲参数G0

2004年10月,对某化工有限公司1台48m，液氨贮罐进行到期的全面检验时，发现其内表面焊缝出现裂纹,打磨消除裂纹后又形成新的凹坑缺陷，笔者运用国家质检总局2004年颁布实施的TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》，对此凹坑缺陷进行安全状况等级评定，通过对消除裂纹后新形成的凹坑缺陷进行无量纲参数G0的计算，提出该凹坑不允许存在，需进行补焊修理的检验意见。本文就如何运用无量纲参数G0来判断凹坑缺陷是否允许存在，浅谈自己的一些体会。     

海底悬跨管道表面双裂纹数值分析

为了研究海底油气管道多个裂纹间相互作用对管道产生的影响,针对海底悬跨管道表面双裂纹的相互作用,采用有限元方法建立双环向表面裂纹模型,采用围道积分法求解双裂纹下的应力强度因子,研究了不同边界条件下,不同尺寸裂纹间的相互影响规律,并对比了单裂纹下应力强度因子的变化情况。研究结果表明:不同尺寸的裂纹对双裂纹的相互影响规律有一定影响,且双裂纹应力强度因子最大值均出现在裂纹最深点处;弹簧边界下双裂纹相互影响规律与简单边界下相互影响规律明显不同;不同边界条件对悬跨管道双裂纹应力强度因子的影响较大。研究结果可为海底悬跨管道的失效分析提供参考依据。     

基于响应面法的煤矿钻孔随钻超声成像仪器受力部件优化设计*

摘要:为研制适用于煤矿瓦斯抽采钻孔、满足施工强度要求的小尺寸随钻超声成像仪器，对随钻超声成像仪器的关键受力部位——超声探头安装孔进行优化设计，分析煤矿瓦斯抽采钻孔的一般规格，建立超声探头安装孔的三维模型，确定关键参数类型及其取值范围，采用极差分析法找到对受力部件强度影响较大的参数，基于响应面法开展有限元数值模拟，运用Box-Behnken设计方法得到超声探头安装孔关键参数与仪器受力部件性能指标的关系，优化受力部件关键参数的数值。结果表明:优化前最大的等效应力为138.6 MPa，优化后受力部件最大等效应力较优化前降低9.05%。结论验证了设计方法的有效性，为煤矿抽采钻孔随钻测井仪器的研制提供思路。     

动车组客室座椅舒适性参数优化初探

在对国内外高速铁路、航空和汽车座椅技术参数调研的基础上,根据人体测量尺寸与座椅尺寸的关系分析国内动车组客室座椅的尺寸参数,重点研究动车组客室座椅尺寸参数与国内第95分位人体参数的匹配性,进而提出座椅舒适性尺寸建议,以期为动车组客室座椅设计优化提供参考。     

冷低压分离器基于裂纹表征的合于使用评价

冷低压分离器定期检验过程中,宏观检查和壁厚测定未见明显异常,超声检测发现2处超标埋藏缺陷并对缺陷尺寸参数予以确定。基于压力容器合于使用的原则,表征2处超标埋藏缺陷为埋藏裂纹,结合有限元分析方法进行应力分析,采用含缺陷压力容器常规评定方法对冷低压分离器进行合于使用评价。评价结果表明,2处超标缺陷的评定点处于失效评定图的安全区,评价通过。     

基于响应面方法的粉煤灰地质聚合物混凝土制备

针对粉煤灰的资源利用和环境保护问题,对粉煤灰地质聚合物混凝土(Fly ash Geopolymer Concrete,FGC)的制备进行了系统研究。为有效解决FGC制备参数的优化问题,在单因素分析的基础之上,采用Box-Behnken Design响应面方法设计并进行了系列研究试验,建立了基于响应面方法的FGC强度预测模型,并对其制备参数进行了优化。结果表明,当FGC水胶比为0.35、用碱量为7.9%、水玻璃模数为1.66时,其28 d抗压强度预测值得到最大值(44.6 MPa),验证试验证明了响应面方法优化制备FGC的有效性。     

基于交流电磁场裂纹缺陷识别仿真研究

为了研究基于交流电磁场裂纹缺陷识别问题,调研了交流电磁场检测的国内外现状,结合交流电磁场技术,利用有限元分析软件ANSYS Maxwell构建常见的裂纹缺陷模型,进行仿真分析。研究了缺陷尺寸的识别以及不同缺陷簇群对交流电磁场(Alternating Current Field Measurement,ACFM）检测信号特征的影响,对提取的Bx和Bz（沿坐标轴X方向和Z方向的磁感应强度）特征信号的影响进行了分析与探讨,得到影响ACFM技术的核心参数,并建立了缺陷深度和长度的测量评估方法。研究结果表明:通过测量Bz曲线的峰谷间距可初步确定缺陷长度; Bx曲线检测同时受缺陷深度和缺陷长度的影响,对于缺陷深度检测灵敏度较低;ACFM技术虽能够实现对缺陷个数的识别,但难以准确识别缺陷尺寸的大小,当缺陷间的距离足够大时,才能准确实现缺陷的定量识别。     

火源位置对浮法玻璃热破裂行为规律影响研究*

为了研究火源位置对浮法玻璃热破裂行为规律的影响,选用尺寸为600 mm×600 mm×6 mm（长×宽×厚）的浮法玻璃为研究对象,研究在点支撑和框支撑安装方式下,在玻璃厚度方向上不同火源位置的浮法玻璃热破裂情况,分析其首次破裂时间、破裂时表面温度以及裂纹起裂方式等热破裂行为参数,加深对浮法玻璃热破裂行为机理的研究。结果表明:在火源位置实验中进行中心热辐射时,点支撑安装方式下的浮法玻璃防火性能优于框支撑安装方式下的浮法玻璃;其次,玻璃表面会形成大量孤岛裂纹和交叉裂纹,裂纹最终形态受火源位置影响,火源位置与裂纹数量、裂纹分布复杂性呈负相关。     

倾斜煤层矿井突水对防水煤柱稳定性的影响规律分析

针对倾斜煤层防水煤柱合理尺寸留设问题,以道清煤矿淹井事故为原型,采用理论解析分析与数值计算相结合的对比分析方法,研究矿井突水对防水煤柱的稳定性影响,得到在矿山压力作用与水压作用下防水煤柱的极限设计尺寸优化公式,结合道清煤矿生产实际得到防水煤柱尺寸,通过数值模拟分析对比验证防水煤柱尺寸的合理性,并探究了防水煤柱的破裂过程。结果表明,煤体受采动应力影响,应力状态重新分布,煤体由弹性状态转变为塑性状态,产生塑性形变,强度逐渐降低,当压力增大达到其强度极限时,煤体内部出现裂纹,裂纹逐步扩展靠近防水煤柱,形成裂纹带,随着时间的累积,防水煤柱的强度逐渐降低,塑性变形区逐步向弹性核区移动,矿井涌水后,煤体裂隙导通充满大量孔隙水,在水压作用下,新生裂纹及原生裂纹进一步扩展,裂纹的张开度不断增大,最终形成导水裂纹带,使得防水煤柱发生严重破坏,煤体的破坏形式以拉剪破坏为主,煤层沿倾向发生相对位移,表现出剪涨变形,煤体出现剪切带。     

TOFD技术在球罐焊缝裂纹检测中的应用

本文简单介绍了15MnNbR球罐历次检验情况,本次全面检验中应用TOFD检测技术对环焊缝进行检测,从检测面的选择、检测工艺参数的设置、检测发现缺陷,采用射线方法复验、缺陷性质返修确认为裂纹,说明TOFD技术应用于球罐焊缝裂纹缺陷的检测是一种行之有效的方法,不仅能检测内部裂纹,而且能发现扫描面盲区内的近表面裂纹。     

断裂力学在压力容器缺陷评定中的应用

断裂力学认为缺陷是不可避免的,它对容器所承受的应力、存在的缺陷尺寸及材料性能(断裂韧性)三者进行分析,并且将一般缺陷都当作裂纹来处理。断裂力学不是从一般的概念出发,而是对评定对象的各个方面(缺陷所在区域的应力大小、缺陷的各种几何参数、缺陷所在区域的材料性能等)进     

巴拿马型岸桥前大梁裂纹的原因分析

巴拿马型岸桥前大梁出现母材裂纹较为罕见,正确分析和处理裂纹关乎设备的安全使用。本文以某台巴拿马型岸桥前大梁中出现的母材裂纹为例,运用有限元仿真、硬度和应力检测等方法对裂纹进行综合分析。结果表明该方法能有效分析其原因,同时还可以为其他类型起重机中的母材裂纹分析提供借鉴。     

外力作用下管道内表面缺陷处裂纹扩展研究

为提高油气管道安全风险评估的准确性,以含内表面缺陷管道为研究对象,利用ABAQUS软件线弹性及弹塑性分析不同尺寸缺陷对裂纹萌生特征的影响;采用扩展有限元法,建立管道3点弯曲模型与全尺寸静载物理试验,并非线性拟合裂纹扩展尺寸,研究内表面缺陷处裂纹扩展情况.研究结果表明:内表面缺陷中心处极易萌生裂纹,随着缺陷尺寸的增大,裂...     

基于不对称比的火灾烟雾探测器散射角优化

为提升基于不对称比的火灾烟雾探测器的性能,优化散射角,通过对火灾烟雾粒径信息的收集,建立光散射物理模型,再采用离散偶极子近似(DDA)方法,计算一定粒径分布火灾烟雾的散射光强角分布,探讨颗粒形貌和尺寸参数对于散射特征的影响。计算结果表明：散射光强随观察角的增加在整体上呈现先下降后上升的趋势,散射光强最小值对应的角度随尺寸参数变化;基于不对称比的烟雾探测器散射角的优化设计关键在于后向散射角的选取,当尺寸参数较小时,后向散射角应选择110°,当尺寸参数较大时,后向散射角应选择135°。     

基于Ventsim系统的通风井巷断面优化研究

进行通风井巷断面优化须同时考虑巷道断面的经济最优和安全可靠.经济最优是井巷优化的基建费用、维护费用和通风费用之和最小.安全可靠是井巷优化断面尺寸能同时满足通风风速和行人运输的要求.先运用Ventsim三维通风动态仿真系统建立矿井通风系统三维模型,进行通风系统风网数据解算和风流动态模拟,并在此基础上,运用Ventsim系统对需优化断面进行经济断面选型;然后,对经济断面进行通风安全性和行人运输安全性验证,确定巷道优化断面;最后,将此方法应用于板溪锑矿回风斜井和明斜井的优化中,结果表明,用这种方法进行通风井巷断面优化有实际工程意义.     

基于损伤-断裂力学理论的起重机疲劳寿命估算方法

鉴于断裂力学无法估算裂纹形成寿命及难以确定其初始裂纹尺寸,提出将损伤力学与断裂力学相结合共同估算起重机疲劳寿命的思想。针对Paris公式应用的局限性,提出将裂纹扩展率与应力强度因子幅对数线性阶段的某一裂纹尺寸作为裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命的分界点。用损伤力学估算疲劳裂纹的形成寿命,用断裂力学估算疲劳裂纹的扩展寿命,两者寿命之和构成起重机的疲劳全寿命。这样做既能避免断裂力学寿命估算中确定初始裂纹尺寸的混乱现象;又能确保Paris公式应用在裂纹扩展率与应力强度因子幅的对数线性阶段。试验验证结果表明,估算疲劳全寿命和试验寿命基本吻合。