压力容器设计的一般要求及技术进展

不少压力容器都要在非常严峻的工况下工作,要保证其长期安全运行,就必须在设计、选材、制造、检验及使用管理上有一整套严格的要求.介绍了在设计石油、化工用压力容器过程中,需要满足的几方面要求,并对各方面要求进行了阐述,同时指出了压力容器设计技术的进展.     

20钢超塑性的获取

本文研究了20钢的超塑性。通过三次热循环处理,将供应状态热轧钢管坯料组织细化成4.43um,在(?)=1.25×10~(-4)S~(-1),T=750℃时,已获取最高延伸率δ=210.5％,否定了Marder认为亚共折钢不具有超塑性的观点,进一步扩大了Fe—C合金的超塑区域,并确定了最佳应变速率范围(?)=1×10(-1)S~(-1)～1.25×10~(-4)S~(-1),最佳超塑变形温度区域为740℃～750℃,同时研究了晶粒度对延伸率的影响。     

基于有限元的局部突变位移载荷下埋地管道力学分析

冻土融沉、盐渍土溶陷等地质灾害会导致局部土壤产生一定位移,对埋地长输管道安全性构成威胁。为保障埋地管道的安全运行,建立了局部突变型位移载荷作用下埋地管道力学分析模型,采用非线性土弹簧描述管土相互作用,分析了局部突变区域长度及突变位移量对埋地管道受力的影响。研究结果表明:因局部突变区长度与突变位移量的不同,管道存在3种受力状态,当局部突变区域长度大于临界突变区长度时,管道轴心应变与弯曲应变在突变区域内不产生耦合,此时在突变区域两端可等效为2个垂直正断层,即为第一种受力状态;当突变区域长度小于临界突变区长度时,随着突变位移的增加,管道应变随之增加,管道轴心应变与弯曲应变在突变区域内不断叠加,即为第二种受力状态;在第二种受力状态基础上,当突变位移大于临界突变位移时,管道应变不再发生变化,管道等效为受到垂向均布荷载的作用,即为第三种受力状态。研究结果可为工程中管道穿越地质灾害区域的设计提供参考。     

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。     

滇东黔西松软煤岩三轴压缩力学特性及能量演化特征

为促进滇东黔西地区煤炭资源安全高效开发,开展了不同围压下的三轴压缩试验,研究了该地区松软煤岩的压缩力学特性及能量演化特征。研究结果表明:裂隙增大了松软煤岩差应力-应变曲线峰后下降的速率,差应力-体积应变曲线从峰前屈服阶段开始左拐,表现出扩容现象,达到峰值强度后扩容现象愈加明显;围压增强了煤岩承压能力,对煤岩压缩变形过程中径向变形的抑制作用明显;围压条件下,松软煤岩的抗压强度、破坏模式及破坏角均符合Coulomb强度准则;围压几乎不影响弹性能的增长速率,但提高了煤样储存弹性能的能力,受割理等裂隙影响,耗散能与围压无明确相关关系。     

综放沿空留巷顶板下沉及其影响因素研究

控制顶板下沉是综放沿空留巷成功的关键,为研究综放沿空留巷顶板下沉规律,根据能量守恒和损伤力学的理论,建立了综放沿空留巷顶板下沉损伤力学模型,推导出顶板下沉量的计算公式,并分析了顶板下沉量与其15个影响因素的定量关系。结果表明:直接顶、顶煤、巷旁支护体的有效弹性模量三者耦合,大部分顶板下沉量由有效弹性模量较小者吸收;顶板下沉量随支护体宽度增加而降低,支护体宽度达4 m左右时,下沉量基本保持不变;顶板下沉量随巷道宽度、采高、顶煤厚度和直接顶厚度增加而增加;顶板下沉量随关键块给定载荷的增大而急剧增加。关键块参数对顶板下沉具有决定作用,提高巷旁支护强度,可减小关键块破断长度和回转角,使关键块破断位置靠近巷旁煤壁,有效减小顶板下沉;巷内支护阻力、直接顶容重和顶煤容重对顶板下沉量影响较小。     

一种空间相机可调式桁架杆接头的设计

在大口径遥感相机结构设计中,桁架结构具有构型简单、尺寸跨度大、比刚度高等优点,应用越来越广泛。而桁架杆接头是桁架式主结构的设计重点之一。本文比较了几种桁架杆连接方式的优缺点,并根据相机要求设计了一种球铰式连接桁架结构,该球铰接头可实现桁架长度、角度可调,有连接可靠、装配过程简单易行等特点,同时也能减少装配过程中产生的过多装配应力,充分发挥桁架杆的二力杆特性。相机进行了力学振动试验,试验表明:振动前后相机各谱段MTF值变化在测试误差标定范围内,相机频率未发生明显漂移,振动试验充分验证了该接头结构设计的合理性和有效性。     

基于瓦斯抽采效果的钻孔塑性区范围优化及应用*

为获得最佳瓦斯抽采效果,研究不同钻孔孔径与塑性区范围及抽采效果之间关系,基于弹塑性理论,采用Comsol软件模拟嘉禾矿2254底板巷上穿层钻孔周围煤体塑性区范围分布,修正塑性区半径理论推导公式,得到抽采钻孔混合流量、纯流量和浓度,分析钻孔周围煤体不同塑性区范围下瓦斯抽采效果。结果表明:钻孔孔径越大,塑性区范围越大,抽采钻孔卸压范围越大;若不考虑其他因素,钻孔孔径越大,瓦斯抽采效果越好;通过对比塑性区半径模拟值与计算值,修正塑性区半径公式,该公式适用于浦溪煤矿;随钻孔塑性区范围增加,钻孔瓦斯抽采流量逐渐增加,但瓦斯流量相对钻孔塑性区半径差变化率先增大后减小。研究结果可为提高矿井瓦斯抽采效果提供理论参考。     

粉煤灰砌块的物理力学性能试验研究

粉煤灰是火力发电厂在生产中所排出的废弃物,粉煤灰的露天堆放一方面形成新的固体污染源,同时还要侵占大量的空地。因此,如何综合利用粉煤灰、研制开发新型建筑材料、保护自然环境、降低污染、实现经济的可持续性发展已成为当务之急。用粉煤灰砌块代替黏土砖不仅可以解决处理大量废弃物的困难,又可以取得廉价的墙体材料。试验证明,粉煤灰砌块的物理力学性能较混凝土砌块有明显改善,能达到墙体材料的要求。由于粉煤灰空心砌块的迅速发展,对它的物理力学性能研究逐渐被人们重视,是目前能够替代黏土砖的新型墙体材料。