深海钛合金压力容器在静水压力作用下的弹塑性分析

利用MSC.Marc Mentat 2005通用有限元软件对深海探测用压力容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题进行了计算与分析,弹性失稳数值计算的结果与用现有规范计算公式所得结果一致,均大于塑性失稳数值分析时的临界载荷。由此得出结论,对于厚壁且形状复杂的压力容器的失稳计算,用理论公式或仅用厚壳单元的弹性失稳分析是不够的,应该用3维立体单元的弹塑性失稳计算才能给出比较精确的强度预测。MSC.Marc Mentat2005强大的计算和仿真功能有效地模拟了深海精密探测容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题,为深海精密探测容器在材料、外观等方面做进一步的设计改进提供了可靠的工具。     

原位生成TiCp增强钛基复合材料的高温氧化

针对钛基复合材料发展应用中的关键问题——高温氧化性能,通过800℃高温进行氧化实验得到了氧化增重特性,并利用扫描电镜SEM(Soanning Electron Microscope)、能谱仪EDS(Electronic Differential System)和X衍射XRD(X-ray Diffractometer)研究了钛基复合材料经氧化试验后表面氧化层的结构、相组成及成分。结果表明:钛基复合材料的氧化规律为抛物线规律,以Ti6Al为基的钛基复合材料比以纯钛为基的钛基复合材料具有更好的抗高温氧化性能,增强体含量越高,复合材料的抗氧化性越佳。TiC颗粒及其与基体的界面对复合材料的氧化物形成有重要的影响,Al原子的加入改变了材料的氧化机制。     

北洋渔船用钛制栏杆

神户制钢所开发出用于北洋渔船的钛制栏杆,并成功地进行了与铁制栏杆的除冰比较试验。试验表明钛制栏杆不易附着水而形成冰,即使附着冰也比铁制栏杆更容易去除。这次试验是在“第六十五开运丸”北洋渔船甲板栏杆之一部分采用直径48毫米的钛制栏杆,与铁制栏杆作对比。钛即使在极低温(-250℃)条件下机械性质仍不变,此外导热系数较低,故即使溅上海水也不易成冰。与铁制栏杆相比较,钛制栏杆上的冰去除作业大     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计.结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响.文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考.     

轴压复合材料柱形壳屈曲特性

以单立柱固定式海洋平台的柱形壳桩腿为研究对象,得到复合材料柱形壳较为合理的结构尺寸、铺层方式,提高其轴向承载能力.首先,通过碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)材料单轴拉伸试验得到复合材料柱形壳试验样本的材料属性,用于柱形壳的计算与分析.其次,基于复合材料薄壳理论,得到轴压复合材料柱形壳屈曲临界载荷解析解,对比线弹性屈曲有限元分析,验证了理想柱形壳有限元模型建立的正确性.再次,由复合材料柱形壳缺陷测量试验得到其初始几何缺陷,由轴向压缩试验得到其轴压屈曲特性,对比非线性屈曲有限元分析,验证了缺陷柱形壳有限元模型建立的正确性.最后,结合线弹性屈曲分析结果,引入模态缺陷,从线弹性和非线性屈曲分析两个方面,研究铺层角、铺层数、各层纤维厚度、几何尺寸对复合材料柱形壳轴向承载能力的综合影响规律,得到各模型的屈曲特性与缺陷敏感性.从生产制造与工程实际出发,建立一种系统的CFRP型复合材料柱形壳设计计算流程、失稳分析方法,对于复合材料柱形壳的设计、校核、优化具有指导性作用.     

复合法加固失稳加筋挡土墙

加筋挡土墙是由填土、筋带以及墙面板三部分组成,是一种复合体结构.但加筋挡土墙在建成后却易发生了轻微变形以及严重失稳变形.本文通过对加筋挡土墙失稳原因的分析和失稳特征的认识,复合运用挡土墙加固的三项常规技术(锚喷、注浆和预应力锚固)来治理失稳加筋挡土墙.     

内肋骨长舱段塑性总体稳定性计算方法研究

同时考虑肋骨偏心影响及高强度钢的弹塑性本构关系,利用Ritz法对内置环肋加强且含舯部特大肋骨的圆柱壳长舱段结构在静水外压下的塑性稳定性计算方法进行研究,分别基于J2流动理论和形变理论建立了结构小挠度塑性失稳临界压力的迭代计算方法,并在编程中优化了算法,针对长径比为3.1的高强度钢长舱段结构模型进行了有限元对比计算.结果表明,本文方法给出的长舱段结构塑性总体失稳临界压力与数值计算结果符合较好,可为舱段塑性总体稳定性设计计算提供一种新方法.     

ARM处理器在舰船压力容器超声波检测系统的应用

舰船压力容器主要是指燃油存储罐、液压系统容器等。为了保障压力容器使用过程的安全性,在压力容器生产过程中必须要对其进行一系列的检测,超声波探伤检测是压力容器的常用检测方法。本文首先介绍超声波探测技术的基本原理,然后基于嵌入式ARM,设计了一种针对舰船压力容器的超声波检测系统,并详细阐述该检测系统的基本组成和硬件电路设计,有助于提高船舶压力容器超声波检测的效率和准确性。     

不锈钢压力容器的腐蚀分析

虽然不锈钢的特殊性能是它的耐蚀性,但是这种性质,并不是在任何情况下都会显示出来的.文章从氧化膜理论、钢的组织结构、杂质成分、热处理方法以及不锈钢容器的焊接加工过程出发,分析了造成不锈钢容器腐蚀的内在因素;从其使用环境介质中活性离子影响考虑,分析了造成腐蚀的外在因素,提出不锈钢容器从选材、加工、制造到生产使用全过程的有序控制,提高不锈钢压力容器的耐蚀性,保障寿命期的安全使用.     

海上固定平台压力容器的制造检验

考虑海上固定平台压力容器的设计制造与陆用容器有不同之处,在设备的检验方面也不尽相同,结合相关法规、标准总结海上固定平台压力容器制造检验的要点,并对检验中一些常见问题进行分析,提出建议。