基于材料力学性能的最低设计金属温度曲线分析

铁素体钢在低温条件下存在明显的韧脆转变现象。为防止脆断事故的发生,需要确定铁素体钢制压力容器的最低使用温度。针对ASME中的A^D四条冲击豁免曲线,对应地选取了4种材料,基于材料实际的屈服强度和参考温度,按照ASME中豁免曲线的计算方法,计算得到4种材料的最低设计金属温度曲线,并与对应的A^D曲线对比,定量地分析ASME中豁免曲线的保守性。结果表明,ASME中的豁免曲线相对于材料自身的最低设计金属温度曲线保守性较大;韧性相近的材料被划分到不同的豁免曲线,使得韧性富裕量差异较大,对于某些材料,其断裂韧性被低估。     

新工科背景下过程装备与控制工程"四位一体"专业升级模式

文章在回顾过程装备与控制工程专业发展历程的基础上,辨析了新经济形势下该专业存在的问题,并提出“四位一体”的专业升级模式及具体举措。该模式的实施,有助于提高学生的工程实践能力、创新能力及跨界整合能力,同时有助于提升本专业的影响力。     

爆破片疲劳实验装置的研制及其应用

爆破片作为一种保护压力容器安全的安全泄放装置,其疲劳寿命是工程中十分关注的问题。由于对爆破片疲劳特性方面的研究不多,而对在役爆破片疲劳寿命的影响因素又较多,故规定和预测爆破片寿命相当困难。搭建了一个应用范围广、压力波形可调、耐疲劳性能强的,能用于爆破片疲劳实验的实验装置,设计实验夹具,针对普通正拱型爆破片进行了疲劳实验,发现爆破片的疲劳破坏均发生在边缘位置,并与静压爆破实验的破坏位置作对比。研究了压环圆角对爆破片疲劳寿命的影响,为正拱型爆破片的设计制造提供参考。     

含大面积减薄区高压汽包安全评价

对含有大面积减薄区的高压汽包进行了弹性有限元分析,借鉴分析设计规范JB 4732—95对高压汽包进行了应力评定。采用弹塑性有限元分析方法计算了含大面积减薄区高压汽包的极限载荷,结果表明汽包是安全的,并且具有较大的安全裕度。     

新型液压胀合有缝不锈钢管衬里复合管的制造技术

针对目前液压生产复合管方法的不足，研制开发了一种新型不锈钢衬里复合管液压胀合装置。介绍了该装置的工作原理和结构特点及液压胀合复合管的制造技术。     

含均匀减薄缺陷传热管的爆破压力预测研究

蒸汽发生器传热管微振磨损等体积型缺陷是导致其承压能力降低而破裂的主要原因.本文针对含均匀减薄缺陷Inconel690蒸汽发生器传热管的极限承载能力进行了研究.通过液压爆破实验获得了含缺陷传热管的爆破压力,确定了缺陷尺寸对传热管爆破压力的影响规律;采用数值模拟方法对含缺陷传热管的爆破压力进行了预测,在此基础上建立了爆破压力的预测公式.将预测公式与已有工程方法进行对比,结果表明该公式是合理且保守的.     

基于Tsai-Hill理论环氧玻璃钢管的强度分析

目前是按照工程经验对环氧玻璃钢管支撑结构进行设计,缺乏系统的理论研究。为了能有效地评估环氧玻璃钢管支撑结构的安全性,进而合理对其进行设计校核,本文首先依照纤维增强塑料性能的测试方法,对环氧玻璃钢材料进行低温力学性能测试试验;然后以应变强化型移动式真空绝热容器为研究对象,针对不同工况的运输环境,采用非线性有限元分析方法对该容器进行数值模拟,利用Tsai-Hill强度理论对环氧玻璃钢管结构进行强度校核。试验结果表明,环氧玻璃钢材料在低温环境下具有较好的拉压性能,但是抗剪切性能较差。模拟研究结果表明,低温液体运输车在实际运输过程中遭遇颠簸的路况时,相比于其他工况,此工况下支撑结构区域的Mises等效应力最大,但小于材料的许用应力;不同工况下固定端下支撑处的环氧玻璃钢管支撑结构相比于其他位置处所受的应力较大;环氧玻璃钢管作为该类容器的主要支撑构件,不同工况下其强度校核值远小于1,能够保证容器的安全运输。     

惯性力作用下船用液化天然气储罐的应力分析

船用液化天然气储罐作为移动式压力容器,在运输过程中不仅承受静载荷,并且还承受一定惯性载荷的作用。相比传统的常规设计计算,使用有限元方法对于液化天然气储罐的结构强度分析将会更加准确方便。文中使用ANSYS软件对液化天然气储罐建立有限元模型,对于惯性载荷作用下的储罐进行了数值模拟,对于受到应力集中的局部进行应力分类和安全评定。仿真结果对于液化天然气储罐的设计制造提供参考和依据。     

缺口圆棒低温断裂的局部法研究

对A508-Ⅲ钢两种缺口尺寸的缺口圆棒拉伸试样进行有限元数值模拟分析及低温断裂试验研究,研究结果表明,对于低温下脆断的缺口圆棒试样(断口呈解理断裂),起裂并非发生于弹性应力分布最大的缺口根部,而是在离开缺口根部有一定距离处,断裂时构件内部应力已非线弹性分布,而为弹塑性分布,采用基于线弹性有限元分析的应力场很难解释试验现象,而基于弹塑性有限元分析的应力场则能较好解释试验结果。基于解理断裂局部法理论,采用数值模拟方法预测不同缺口半径的缺口圆棒试样的解理断裂概率－载荷曲线,提出44%的解理断裂概率所对应的预测载荷值与实际的平均解理断裂载荷值基本相等,在此基础上预测不同缺口半径的解理断裂载荷随缺口半径变化的趋势,并得到试验验证。