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。     

ZR-BV阻燃电缆绝缘材料热老化寿命研究

利用热分析技术,在实验的基础上对阻燃绝缘材料热老化寿命进行了研究．推算出了电缆热老化寿命快速评定法的计算公式,对不同载流情况下电缆绝缘材料热老化寿命进行了比较,并对电缆热老化程度进行了分析。     

基于损伤测试的构件疲劳剩余寿命估算方法研究

笔者提出并研究了一种基于疲劳寿命计的测试结果估算结构疲劳剩余寿命的方法。在疲劳寿命计与结构共同承载的过程中 ,结构产生疲劳损伤的同时 ,疲劳寿命计的电阻会产生不可恢复的变化 ,该电阻变化规律主要由载荷决定。利用描述电阻变化规律的主要参数 ,拟合有关试验数据 ,可以得到一个构件的疲劳寿命与描述电阻变化规律的主要参数的关系式。疲劳试验结果表明 ,该关系式可以较好地估算构件的疲劳寿命。     

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。     

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。     

基于ANSYS技术的尿素合成塔安全寿命评估

针对国内高压设备的运行状态,为进一步提高尿素高压设备的科学管理水平,最大限度挖掘设备潜力,减少故障损失,提高维修效益,将设备安全寿命评价技术引入尿素高压设备的管理中,建立一套完整的尿素高压设备安全寿命评价体系.结合设备运行的目标期望及现场情况,以乌鲁木齐石化公司化肥厂尿素合成塔为例,运用ANSYS有限元分析技术,提出尿素合成塔安全寿命的评价流程,给出了尿素合成塔安全寿命的简化计算评价方法和基于有限元的精细计算评价方法.根据该方法可以在不同条件和要求下对尿素高压设备寿命进行估算,并利用尿素合成塔安全寿命评估实例对尿素高压设备安全寿命评估体系进行分析和说明.结果表明,该体系能够根据现场情况合理地对尿素高压设备进行寿命评估.     

延长矿用电机车铅蓄电池寿命的研究

分析了影响矿用电机车铅蓄电池寿命的因素，指出正板栅的腐蚀是蓄电池寿命减短的重要原因，提出了延长其寿命的途径。     

裂解炉管检测评价技术的发展及全寿命管理体系的建立

本文对裂解炉辐射段炉管的主要失效模式进行了分析和总结,明确了渗碳是影响裂解炉管寿命的关键因素。提出了目前在裂解炉管检测和寿命评价工作方面存在的问题,通过研究,表明磁性分析仪是检测炉管渗碳的有效手段,并建立了基于炉管失效模式的新的寿命预测模型。探讨了对裂解炉管进行全寿命管理的方法和今后相关技术的发展方向。     

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。     

含热熔孔洞缺陷的埋地聚乙烯管道应力分析及寿命预测

为了研究聚乙烯（PE）管道热熔孔洞缺陷与寿命之间的关系,基于Ansys软件对埋地状态下的含有热熔孔洞缺陷的PE管道进行应力分析,得到了含热熔孔洞缺陷的PE管道在不同内压下的最大Mises应力、环向应力和径向应力的变化数据;依据应力分析数据,使用Matlab编写程序,根据Suleiman双曲本构模型对PE管道进行了寿命预测。研究结果表明:含有热熔孔洞缺陷的PE管道,其最大应力随管道内压的增大而增大,寿命随着管道内压和缺陷体积的增大而减少,含缺陷管道寿命和内压关系可使用双对数函数来进行描述;使用应力分析和寿命预测相结合的方法,可以得到不同缺陷的PE管道寿命-内压关系式。     

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。     

设备加速试验可靠寿命的小样本评估方法

针对高可靠长寿命设备加速寿命试验,在试验样本量很少的情况下,用传统评估方法对其可靠寿命的评估存在精度不足问题。笔者在分析比较单侧容限系数和二维单侧容限系数方法后,提出设备寿命基于正态分布的加速试验可靠寿命小样本评估方法。该方法可以把设备研制过程中以往积累的试验数据和同类型的实验数据综合利用起来,以增大评估设备可靠寿命的数据量。工程应用表明,该方法与传统大样本评估方法相比,在试验设备数量一定的情况下,可靠寿命的评估精度提高至少一倍。     

埋地管道腐蚀剩余寿命预测概率模型

为考察腐蚀参数的不确定性对埋地管道失效和剩余寿命的影响,建立以Shell—92确定性模型为基础的管道腐蚀剩余寿命预测概率模型。采用Monte-Carlo方法计算管道剩余寿命及其累积分布函数,并进行参数敏感性分析,详细研讨影响埋地管道腐蚀剩余寿命的主要参数及其随服役时间的变化规律。计算结果表明,提出的管道腐蚀剩余寿命预测模型能有效预测实际中受多因素影响的管道失效和剩余寿命问题。     

基于虚拟仿真的过山车轮架疲劳寿命分析

针对过山车轮架结构疲劳问题的特点和传统疲劳分析方法的不足,研究了基于虚拟仿真的结构疲劳寿命分析方法;采用多种虚拟仿真手段,对过山车进行了多体动力学分析,对轮架结构进行了有限元分析及动态响应分析,对比了多轴疲劳理论的各种损伤模型的特点和适用范围,分别依据最大剪应变准则和Brown-Miller组合应变准则对轮架结构进行了寿命分析,给出了疲劳寿命,并找出了轮架结构的薄弱部位。基于虚拟仿真的过山车轮架疲劳寿命分析方法,为过山车的设计制造、日常维护、安全监察提供了科学依据,同时为结构的多轴疲劳分析提供了新思路。     

金属材料高温疲劳-蠕变寿命预测方法研究进展

从线性累积损伤、应力参量控制模式、应变参量控制模式、损伤力学、断裂力学、多元统计以及神经网络等7个方面研讨了国内外金属材料在高温条件下疲劳-蠕变寿命预测方法的主要研究进展与成果。其中,线性累积损伤主要应用于高温蠕变——低周疲劳的寿命预测;应变控制模式的预测方法成功地把蠕变因素引入到疲劳寿命预测模型中;多元统计以及神经网络是金属材料进行寿命预测的新方法。     

天然气超声流量计安全可靠性分析

本文选取某类超声流量计产品的现场故障数据作为有效样本,采用极大似然估计法、概率图估法和灰色系统理论三种方法分别研究识别最佳寿命分布类型的方法,对该类型超声流量计寿命分布规律进行研究,结果表明其寿命服从双参数指数分布。为了保证推断结论准确、可信,本文进一步对该寿命分布做拟合优度假设检验,结果表明该类超声流量计的寿命服从双参数指数分布。最后,本研究采用Weibull++7.0软件应用极大似然分析法对该类型超声流量计寿命进行点估计和置信度为90%的区间估计,以为进一步进行可靠性寿命试验及场站安全生产管理提供依据。     

蛋白泡沫灭火剂贮存寿命的探讨

本文介绍了影响蛋白泡沫灭火剂贮存寿命的各种因素，探讨了延长蛋白泡沫灭火剂贮存寿命的方法。     

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。     

腐蚀环境下飞机结构日历寿命研究现状与关键技术问题

介绍了军用飞机日历寿命研究的技术背景和国内外同类研究概况以及存在的问题。重点对腐蚀环境下飞机结构加速腐蚀试验技术、防腐涂层腐蚀损伤评定技术、腐蚀损伤和疲劳寿命的分布特性及其变化规律、腐蚀当量关系和日历寿命理论分析方法等几个关键问题及其技术途径进行了阐述和探讨。     

基于多重退化路径模型的FLNG液化系统寿命预测

为提高FLNG液化系统使用寿命的预测准确性,本文针对FLNG液化系统建立考虑多组分相关性的多重退化路径模型(MDDPM),计算出液化系统的Phase-Type寿命分布密度函数和预测寿命;以丙烷预冷混合制冷剂液化系统为例,应用MDDPM计算得到液化系统的预测寿命,并与仅考虑固有依赖条件下的液化系统预测寿命进行对比.结果表明:基于MDDPM的液化系统预测寿命比仅考虑固有依赖条件下的液化系统预测寿命短258天.系统各组分间相关性考虑不充分而导致液化系统预测寿命估计过高不容忽视,使用MDDPM进行寿命预测更准确、更安全.