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。     

工程常用开孔补强方法的原理探讨及对比分析

压力容器壳体开孔区应力性质和加载方式的不同对壳体强度破坏的形式不同,因此对强度校核需对应采用不同的开孔补强方法。本文基于工程实际,从理论原理和设计准则方面分别探讨了各种开孔补强方法的适用性、合理性及局限性,以期为工程设计人员提供一定的理论指导:等面积法和压力面积法均只考虑薄膜应力的一次静力强度问题,对小开孔补强计算具有一定的可靠性,对大开孔补强计算则均不适用或不可靠;有限元法在大开孔补强中对薄膜应力和薄膜+弯曲应力的评定均比分析法严格;ASME弯矩法对小开孔补强计算具有较高的可靠性,对大开孔补强计算因未考虑绕接管母线方向弯矩的作用而不可靠;有限元法则因无法区分一次和二次弯曲应力,导致对一次应力评定较为保守,而对二次应力评定则偏冒进。     

典型压力容器用钢13MnNiMoR的高温疲劳性能研究

低周疲劳破坏是压力容器的主要失效形式,研究压力容器用钢在高温下的疲劳性能,对于保证该类结构在高温下的安全运行,具有重要意义。本文对典型压力容器用钢13MnNiMoR,进行了高温拉伸实验,获得了高温拉伸力学性能随温度的变化规律;进行了高温低周疲劳实验,获得了不同温度下的疲劳性能,建立了相应温度下的应力寿命曲线,并分析了应力寿命曲线随温度变化趋势;根据实验结果对JB4732中疲劳设计曲线是否适用于中高温进行了讨论,并对其在高温下的修正工作提出了想法。     

ANSYS软件在压力容器应力分析中的应用

利用ANSYS有限元软件对压力容器进行应力分析,获得了压力容器的应力分布图。通过对不同类别的应力进行分类和强度评定,得出应力强度满足分析设计。ANSYS应力分析为压力容器的结构设计提供了可靠、高效的理论依据。     

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。     

含平面埋藏缺陷的精制加氢反应器安全评定分析

为了对在用含缺陷压力容器进行安全评定,利用有限元仿真和通用失效评定判据,对含平面埋藏缺陷的压力容器进行合于使用评价。某航煤加氢精制反应器在定期检验过程中发现一处平面埋藏缺陷,通过有限元分析软件ANSYS对该反应器进行考虑保温层作用的整体结构的稳态热分析、反应器主体结构热应力和机械应力分析,确定常规评定所需要的设计工况一次应力和二次应力及其分量,结合在用含缺陷压力容器安全评定程序评定该缺陷。结果表明:采用提出的考虑保温层作用的结构热稳态、热应力和机械应力分析方法,能够较准确地确定设备的应力状态,尤其是缺陷部位的局部应力水平;就所论反应器待评估缺陷而言,其由断裂比值和载荷比值所构成的评定点位于通用失效评定图的安全区内,经过评定可知该缺陷是安全的。     

疲劳爆破液压源

为了避免用静态加压法对液化石油气罐等压力容器进行试验产生的破坏事故,天水红山试验机厂研制成一种疲劳爆破液压源。经过哈尔滨焊接研究所试车验收,认为可以对压力容器进行静压爆破和疲劳爆破试验。 这种疲劳爆破液压源是由电机泵组、阀组、油箱、冷却器及电气控制单元等组成     

复合板压力容器点腐蚀缺陷运行适应性评价

为准确反映含点腐蚀缺陷复合板压力容器的安全状态,在复合结构弹性力学分析的基础上,通过工程实例,采用运行适应性(FFS)评价方法对其进行安全评定与剩余寿命评估。结果表明:复合板压力容器安全评定时应考虑覆材的影响,依据提出的力学模型分别对覆材厚度计入和不计入强度设计2种情况进行应力校核,同时结合蚀孔的分布特征,对其特征尺寸进行统计学平均后计算剩余强度。在剩余寿命预测中,已考虑蚀孔直径和深度随时间变化对剩余强度的影响。通过计算最大工作压力(MAWP)参量,已对某一压力容器进行寿命评估。     

在用压力容器局部坑状腐蚀的安全状况等级评定

通过对在用压力容器局部坑状腐蚀所产生的凹坑应力进行分析,得出了不同坑深的在用压力容器安全状况等级的评定。     

基于雨流-灰色GM(1,1)模型的锅炉焊接头疲劳寿命预测

为确保锅炉压力容器在特殊环境中安全运行,了解锅炉焊接头在各工况下的疲劳载荷条件,基于雨流计数法和灰色GM(1,1)模型的基本原理,构建雨流-灰色GM(1,1)锅炉焊接头疲劳寿命灰色预测模型。依据锅炉焊接头在不同的交变应力下的S-N疲劳曲线,研究接头在今后运行当中的疲劳损伤程度,并采用雨流-灰色GM(1,1)疲劳预测模型预测得到锅炉焊接头的疲劳寿命,同时,用高温疲劳试验机进行锅炉焊接头疲劳寿命试验,然后将预测结果与试验结果进行对比。结果表明,锅炉焊接头应力区疲劳寿命预测值与疲劳寿命试验值的折线倾斜方向具有一致性,且疲劳寿命预测值误差在可接受范围内。     

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。     

电站压力容器几个问题的探讨

压力容器是电力生产中不可或缺的部件，电站中的压力容器、特别是热力系统的压力容器承受着高温高压等恶劣条件，具有爆炸危险。压力容器的结构并不复杂，但在部件连接处和开孔附近的应力情况却是比较复杂的，如不加强管理和检验，就容易发生事故。一旦发生爆炸，将对人身财产造成严重损失。随着相关规程的逐步完善，对于压力容器使用以及检验等都进行了详尽的规范，但是在检查中仍发现了部分问题不能统一，笔者根据多年工作经验，对电站压力容器所涉及到的规程部分有争议的问题进行了概述，供大家探讨。     

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。     

1500L大型超临界CO_2萃取釜应力分析

超临界流体萃取釜作为一种典型的萃取装备,在石油化工中应用非常广泛,但是由于工作过程中快开及循环急剧引起的疲劳应力极易导致萃取釜变形乃至失效。为此,本文依据JB 4732—1995(2005年确认),利用有限元法对1500L大型超临界萃取釜装置进行了应力强度评定及疲劳强度分析,验证了所用结构合理性及可靠性。     

压力容器封头的有效厚度

压力容器封头的有效厚度能否满足强度要求是压力容器安全运行的关键。压力容器计算中通常采用封头的名义厚度减去腐蚀裕量与钢板厚度负偏差来计算封头的有效厚度。当图样上标有封头最小成形厚度时,采用这种方法进行容器的最大允许工作压力与开孔补强计算时,结果偏大,而卧式容器封头的应力计算结果偏小,应采用设计所需的最小成形厚度减去腐蚀裕量作为封头的有效厚度,才能保证压力容器的使用安全。     

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。     

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。     

含缺陷自增强超高压容器疲劳评价研究

自增强超高压容器越来越广泛的被应用于化工行业,这些超高压容器一般处于高幅度的循环内压作用下,因此经常承受疲劳损伤,特别是对于结构不连续位置。本文对含有内外表面体积型沟槽缺陷的超高压容器进行了疲劳分析以评价疲劳寿命。采用弹塑性有限元计算了自增强超高压容器的残余应力分布,并与解析计算方法和实测残余应力结果进行了比较。还通过有限元方法计算了缺陷处的交变应变幅,并采用Basquin-Manson方法对超高压容器的疲劳寿命进行了评价。结果显示,缺陷的存在显著降低了超高压容器疲劳寿命。     

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。     

钢筋与混凝土界面的腐蚀疲劳

腐蚀疲劳是钢筋混凝土结构破坏的主要因素之一。基于剪切筒模型及文中选用的实验加载方式 ,引入界面摩擦系数衰减表达式 ,同时考虑力学因素———应力比R和加载频率 f的影响 ,研究了钢筋与混凝土界面在拉 -拉循环荷载作用下腐蚀疲劳裂纹扩展情况。通过对Paris公式的修正 ,借助能量耗散率给出腐蚀疲劳数学模型 ,得到了界面腐蚀疲劳脱粘速率 ,脱粘长度与循环荷载作用次数的关系。最后与无腐蚀情况的结果进行比较 ,分析了影响界面腐蚀疲劳 (CF)裂纹扩展速率的因素 ,如应力比 ,加载频率。