基于损伤力学与安全衰减路径的含裂纹缺陷压力容器扩展寿命分析

针对含裂纹缺陷压力容器的疲劳裂纹扩展寿命问题,在裂纹缺陷的安全衰减路径仿真基础上,提出了一种预测裂纹缺陷疲劳扩展寿命的计算方法。首先根据裂纹长度和深度的几何关联变化模型,基于该关联模型与失效评定图（FAD）仿真裂纹缺陷的安全衰减路径轨迹,然后采用数学积分方法求解安全衰减路径的长度和剩余轨迹线段长度,以此为度量建立裂纹缺陷安全裕度及损伤程度的计算模型,结合低周疲劳试验数据,在Lemaitre能量损伤理论上建立一种裂纹疲劳扩展寿命预测模型。此外,本文对某压力容器进行了算例分析,并运用本文提出的模型计算结果与Paris公式的计算结果及扩展有限元仿真的结果进行对比,结果表明,该方法对压力容器含裂纹缺陷的疲劳寿命评估有一定的实用价值。     

应变强化对压力容器安全裕度的影响

通过试件拉伸试验和圆筒容器的有限元模拟,分析了加载路径和预应变量对应变强化容器塑性失稳压力的影响.拉伸试验和有限元模拟结果表明:加载路径对试件和容器的极限承载能力影响较小;不同预应变量虽使容器产生不同程度的塑性变形,但材料的强化效应在一定程度上弥补了容器尺寸变化的影响,仅使圆筒容器的塑性失稳载荷略有下降;在径比为1.02～1.10的薄壁容器范围内,壁厚对应变强化后容器塑性失稳压力的下降影响很小.在同时考虑预应变后容器几何形状改变和材料应力应变曲线改变的情况下,4%～12%预应变后,最小安全裕度由按常规设计的4.76降至2.21,与国内外标准中的最低安全裕度要求相当,表明应变强化后容器仍有较高的强度裕度.     

浅谈压力容器裂纹缺陷的安全评定

本文研究了基于“合于使用”原则的压力容器缺陷的安全评定，在此基础上阐述了国内外的压力容器裂纹缺陷安全评定方法，并给出了裂纹缺陷的检测技术。     

压力容器低周疲劳裂纹扩展率的工程计算方法

针对工程上常见的破坏性极大的压力容器的疲劳问题 ,提出了一个适合于压力容器的弹塑性疲劳裂纹扩展率计算公式 .该公式采用弹塑性分离的形式 ,主要适用于Paris区和高速扩展区的一部分 .通过公式的验证 ,说明该公式的合理性 ,并给出了便于应用的工程计算方法 .     

压力容器钢疲劳裂纹扩展速率曲线测试的小样本方法

提出了一种测试压力容器钢疲劳裂纹扩展速率的小样本方法,可以综合利用历史数据和当前试验数据确定疲劳裂纹扩展速率曲线.与仅能利用当前试验数据的传统方法相比,在精度相同的情况下,可以节省大量试件;在试件数量相同的情况下,可以大大提高测试精度.     

基于神经网络的疲劳裂纹扩展率的初步估算

采用基于神经网络的方法对压力容器疲劳裂纹扩展公式（Ｐａｒｉｓ公式）中的两个材料常数进行了估算,用人工神经网络建立一个学习系统,以获得各种材料的疲劳裂纹扩展率．通过计算和实验数据的比较,证明了利用神经网络进行疲劳裂纹扩展率的估算是可行的．     

基于裂纹失效路径的压力容器剩余寿命预测新方法

裂纹的扩展行为研究是压力容器剩余寿命预测的关键与基础。针对目前难以准确预测压力容器表面裂纹剩余寿命的状况,通过建立压力容器表面裂纹的受力模型,利用有限元方法分别计算出裂纹表面点与最深点处的应力强度因子,得到裂纹深度a与长度c的变化之比,运用压力容器仿真系统进行路径仿真与失效速率仿真,得到裂纹在安全区域的临界拐点及临界值aN。实例计算结果表明,表面裂纹的失效路径能够直观准确的表示裂纹的扩展规律,进行有效的剩余寿命预测。     

基于改进神经网络的疲劳裂纹扩展速率预测

裂纹的萌生与扩展是一个复杂的非线性动力学过程,裂纹扩展速率具有非线性动力学系统的混沌现象和自组织特征.将BP神经网络和L-M贝叶斯正则化算法相结合,可使BP神经网络在推广能力、收敛速度和逼近精度上能够获得很大的提高.文章利用16MnR钢CT试样实测数据进行网络训练,训练好的神经网络可以对该材料的疲劳裂纹扩展速率进行较为精确的预测.     

压力容器疲劳裂纹扩展的超载迟滞效应及其估算

本文通过ST45钢轴向穿透裂纹模拟容器的内压疲劳裂纹扩展试验,探讨了在压力容器上推广、应用超载迟滞效应的问题。文中考虑常规压力容器水压试验的加载规定,着重研究了1.5倍小超载比情况下的迟滞特性,并讨论了超载点裂纹长度、基本循环内压大小及超载后停歇对迟滞效应的影响。最后选用 Wheeler、Will-enborg、广义Willcuborg、松冈(Matsuaka)、Maarse等五个较有名的数学模型计算试验容器的迟滞效应大小。研究表明:压力容器1.5倍的小超载,迟滞效应也是相当明显的,可使带有20mm左右裂纹的试验容器寿命提高约80％,Willenborg模型是估算压力容器上小超载迟滞效应较为理想的模型。     

压力容器疲劳加载下埋藏裂纹扩展规律的研究

针对压力容器埋藏裂纹扩展过程中其几何形状变化难以确定的问题,运用Newman和Raju方法获得裂纹前沿的应力强度因子,并结合Paris公式得到不同裂纹的深度与长度变化的关系式.同时,通过将椭圆形裂纹前沿离散化成为距离相等的多个点,并使用Simpson求积法,获得不同材料压力容器埋藏裂纹在循环载荷作用下埋藏裂纹的几何形状变化关系.结果表明：在拉力作用下,埋藏裂纹的疲劳扩展总是趋向于最优扩展路径的方向扩展.初始裂纹深长比和指数m越大,则收敛于最优扩展路径的速度越快,即形成近似于圆形的趋势更快.     

压力容器中表面裂纹在高周疲劳下的扩展规律

以压力容器中普遍存在的表面裂纹为研究对象,运用理论推导和数值模拟的方法,对纵向表面裂纹扩展稳态形貌进行预测.确定裂纹扩展长度2c与深度a的关系,以期为含有表面裂纹体的压力容器高周疲劳剩余使用寿命评估提供依据.通过研究表明:在压力容器圆筒形体上存在的纵向裂纹无论初始形貌如何,扩展过程中裂纹形貌趋于一致,扩展深度a与长度2c之比在0.41~0.5之间.在已知裂纹扩展速率的情况下,可以确定形貌的稳态值.     

基于WSN技术的特种压力容器安全监测系统设计

压力容器广泛应用于石油、化工、机械、制药等领域,其介质多为易燃、易爆、有毒或具有腐蚀性,一旦发生故障将会造成较大的人员伤亡和财产损失。本设计实现了对重点设备运行状况的实时连续监控,解决了单纯依靠人工目测、手工检验等方式无法满足的设备数量庞大、结构及工况复杂等问题,节省了企业在检验和维护保养环节的人力、物力和财力,提高检验效率,缩短检验流程。     

钢制内压容器安全系数与试验压力系数研究

考虑钢制内压容器初始静强度和载荷的不确定性,应用信息熵理论,对容器安全系数、试验压力系数与可靠指标的关系进行探索.研究表明:1)钢制薄壁内压圆筒屈服安全系数应不小于1.50,抗拉安全系数应不小于1.90;钢制薄壁内压球形容器屈服安全系数应不小于1.40,抗拉安全系数应不小于2.15;扁平绕带式容器屈服安全系数应不小于1...     

船舶疲劳强度

介绍了目前国内外针对这一问题的研究现状，对S－N同线的确定性、Weibull分布形状参数κ值及随机载荷极值的求法、应力幅值的选取、累积损伤度的计算等问题进行了概括和总结，同时就目前营运的船舶如何正确考虑疲劳强度对船舶安全的影响，建立可以进行船舶疲劳强度的校核和疲劳寿命预报评估系统提出自己的看法和今后的研究方向。     

一种基于时序分析的大型重载支承轴隐蔽部位疲劳裂纹诊断方法

大型重载支承轴隐蔽部位因发生不可观测的突发性疲劳断裂事故,严重影响生产的正常进行,给企业带来重大的经济损失.在分析支承轴振动特性的基础上,通过在机械结构外部便于检测部位提取反映结构疲劳裂纹状态的特征信号,编写相应的MAT-LAB程序构建时序模型,然后模拟支承轴实际工况,将裂纹产生、发展、断裂过程划分为5种状态,建立标准故障模式特征向量空间.运用模糊聚类分析方法,结合Euclide距离判别函数,找出与标准故障模式特征向量中隶属度最大的特征向量,从而有效诊断支承轴隐蔽部位疲劳裂纹状态的程度.最后通过实例验证了该方法的正确性和可行性.图2,参5.     

基于MSR的疲劳驾驶安全检测技术应用研究

随着我国交通日渐繁忙,交通事故数量不断增多,其中疲劳驾驶是发生率比较高的。针对这种情况,在传统的疲劳驾驶监测系统上进行改进,采用MSR图像增强算法,针对复杂环境下捕捉到的图像进行增强,并通过视觉定位,更准确地分析驾驶员眼睛所处状态,利用分阶段轮廓活动模型方法,分析驾驶员眼睛疲劳参数,对眼睛眨眼频率、闭合时间、PERCLOS等参数分析,构建疲劳驾驶安全识别系统。     

基于裂纹扩展的齿轮弯曲疲劳寿命仿真分析

从齿轮内部存在缺陷这一事实出发,研究不同载荷、不同缺陷位置对齿轮寿命的影响.根据齿轮无损探伤验收标准设定的初始缺陷,应用边界元分析软件FRANC3D(fracture analysis code in 3dimensions)计算了裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,对齿轮在不同载荷条件下进行裂纹扩展的仿真,得到不同载荷条件下载荷循环次数与裂纹长度关系曲线及齿轮寿命与齿根应力幅值曲线.