LNG低温复合软管疲劳特性及参数化分析研究

LNG低温复合软管具有强度高、重量轻、柔韧性好等优点,可以满足恶劣海况下LNG的输送需求,但其结构复杂,且面临多种耦合载荷作用下的疲劳失效问题。首先建立了LNG低温复合软管的有限元模型,研究了复合软管在弯曲和内压载荷下的力学响应和弯曲疲劳寿命特性;然后改变螺旋钢丝直径、预紧间距、导程和纤维层数及摩擦系数等参数,对软管的弯曲疲劳寿命进行了参数化分析。结果表明预紧间距、导程和纤维层数对复合软管的疲劳损伤影响显著:预紧间距增大时,复合软管疲劳损伤先增大后减小;导程减小或者层数增加时,复合软管的疲劳损伤会明显减小。摩擦系数对疲劳损伤几乎没有影响。研究成果可为低温复合软管的结构设计提供理论参考。

预应力CFRP修复含裂纹钢板疲劳寿命的延长预测

为研究预应力碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)修复对于海上油气勘探开发平台上含裂纹钢板的疲劳寿命的延长效果。基于围线积分方法建立计算预应力CFRP修复含裂纹钢板应力强度因子(stress intensity factor,SIF)的仿真分析模型,结合线弹性断裂力学,验证模型的准确性,提出1种简单、高效的SIF计算方法;基于扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM)建立预测预应力CFRP修复含裂纹钢板疲劳寿命的仿真分析模型,并利用疲劳试验结果进行验证,分析预应力对含裂纹钢板疲劳寿命的延长效果。研究结果表明:CFRP修复对含裂纹钢板有良好的修复效果,可较为明显地延长其疲劳寿命,随着预应力的增大,其延长效果会进一步增强。研究结果可为海上平台安全评估提供参考。

海洋LCO_(2)漂浮软管的力学性能分析研究

海洋封存二氧化碳是实现我国“双碳”战略目标的有效措施。采用海上平台注入液态二氧化碳(liquid CO_(2),LCO_(2))的方式进行封存作业,在LCO_(2)输送环节可采用漂浮式软管作为输送管道。本文依据现行标准和输送作业需求提出了一种LCO_(2)漂浮软管的复合结构形式,建立了其有限元模型,评估了软管在内压、拉伸和弯曲载荷作用下的损伤状态,得到了增强钢丝和增强帘线的损伤状态随载荷变化的规律,研究了增强钢丝的螺旋角度对软管力学性能的影响规律,对增强钢丝的螺旋角度进行了优化。该研究可为漂浮式LCO_(2)输送软管的设计和选用提供技术参考。

碳纤维在海洋结构与装备中的应用与挑战

碳纤维具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优异的性能,在工业生产中具有广泛的应用。传统的海洋结构与装备材料以钢材为主,但是随着海洋油气资源向深水的发展,以及清洁海洋能源的开发,碳纤维在海洋结构与装备中的应用也占据了一席之地。本文主要介绍了碳纤维在海洋管缆、系泊系统、耐压结构、风机叶片、储氢罐以及结构修复中的应用及相关的一些研究。碳纤维代替钢材可满足海洋结构与装备轻质、高强的需求,但也面临一些挑战,如碳纤维与金属材料的连接强度、碳纤维在复杂海洋环境下的耐久性等。相信未来随着海洋资源的开发以及材料、生产等工艺的发展,碳纤维材料在海洋结构与装备中将大有作为。

自动抢接止回阀装置液压系统设计及仿真分析

利用井口自动化装置进行石油钻井过程中溢流、井喷时的关井作业是目前井控作业的热点。为了有效减少工作人员操作时间,保证装置的可靠性。提出了1种自动抢接止回阀装置,并将装置的控制系统设计成全液压系统。基于AMEsim对设计的液压系统进行建模以及模拟仿真分析,得到了执行元件(3个液压马达和1个伸缩液压缸)的输出特性曲线,然后与理论计算、设计及选型的执行元件的参数进行对比。研究结果表明:设计的液压回路可以确保自动抢接止回阀装置的整个工作过程正常、稳定的进行。设计的自动抢接止回阀装置的性能基本满足使用要求,具有一定的实用价值。

超疏水涂层的制备及在寒区混凝土中的应用研究综述

混凝土在寒区工程中得到了广泛应用,然而,受冻融、离子腐蚀、冰冻等因素影响,寒区混凝土病害严重,直接影响工程长期服役性能。近年来随着仿生学的发展,人们模拟自然界超润湿性生物表面制备出人工超疏水表面,通过多种方式制备的超疏水涂层也趋向于多功能化。采用超疏水涂层对寒区混凝土构筑物防护,涂层表面的低表面能与微纳米复合结构使其具有斥水特性,赋予混凝土疏水防冰性能,从而显著提升混凝土构筑物抗冰冻害、耐盐腐、抗干湿循环的能力。本文主要综述寒区混凝土的病害、润湿性理论模型、超疏水涂层的制备、应用于混凝土/寒区混凝土时的性能研究、超疏水涂层的分子动力模拟研究,从理论模型、性能实验、分子动力模拟多角度总结现有研究进展。最后展望超疏水涂层应用于寒区混凝土时应充分发挥其多功能防护特点,依据不同工程病害制备相应的防护涂层。

预应力碳纤维修复含裂纹钢板的应力强度因子分析

海洋平台作为海上油气勘探开发生产的重要装备,随其服役期临近设计使用寿命,平台在多种载荷的作用下已存在多种形式的裂纹缺陷,对其开展修复加固研究以延长服役期是降本增效提质的有效措施。碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)凭借其优异的力学性能,可应用于海洋平台的修复加固技术,从而达到延长服役期的目的。建立了CFRP修复含裂纹钢板有限元模型,结合线弹性断裂力学,验证了模型的可靠性,考虑了预应力对修复效果的影响,进行了以裂纹尖端应力和应力强度因子为评价指标的仿真分析研究,并拟合了CFRP上预应力与应力强度因子之间的变化关系。研究表明:CFRP可以减小裂纹尖端的应力和应力强度因子,CFRP对含裂纹钢板有良好的修复效果;并且裂纹尖端的应力强度因子随着CFRP上预应力的增大而减小,预应力的施加可以增强CFRP对含裂纹钢板的修复效果;此外,CFRP上预应力与应力强度因子之间存在线性关系。

浅析房地产业开发环境持续健康发展模式

近年来,我国房地产开发业迅速发展,各项房产政策不断出现,在"经济新常态"背景下,房地产开发环境必然会更加完善,房地产业的发展会放缓,利用宏观调控的相关政策提升整个土地市场的合理规划,将房地产开发环境的管控落实到位,进而使得房地产开发环境能够持续健康稳定发展。本文以房地产开发环境为主要研究对象,探讨如何实现房地产开发环境的持续健康稳定发展,并提出相关建议。

泡沫镍载NiCO2O4电极的制备及其催化H2O2电氧化的性能

本文以水热法结合热处理法原位制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线电极,使用XRD、SEM和TEM对合成的NiCo2O4纳米线进行了表征,NiCo2O4纳米线直径约80 nm,长度约3~5μm.使用循环伏安和计时电流法测试了泡沫镍载NiCo2O4纳米线催化H2O2的电氧化性能,结果表明泡沫镍载NiCo2O4纳米线对H2O2电氧化有着优良的催化活性、稳定性和传质性能,在0.3 V电位下0.4 mol·L-1H2O2和2 mol·L-1NaOH溶液中氧化电流可达380 mA·cm-2.

浙江中部城市高质量发展与生态可持续的交互作用分析——以J市为例

本文对2001~2020年期间J市高质量发展与生态持续的耦合度和协调度进行了测度分析,并通过向量自回归(VAR)模型对两个系统的互动关系进一步研究。结果表明:(1)J市高质量发展和生态可持续水平呈逐年上升趋势;(2)“十三五”时期开始,两者的耦合协调度开始突破式增长,并呈现持续上升趋势,最后稳定在良好协调和优质协调阶段;(3)两个系统互为促进关系,促进程度随着时间推移而增强。

用于心震信号的自适应实时心率提取算法研究

针对传统心率提取算法心率细节损失大,不能同时满足自适应性和实时性的问题,本文提出了一种用于心震信号(Seismocardiography,SCG)的自适应实时心率提取算法。算法首先使用k-means聚类方法构建自适应模型,提高算法对信号形态变化的自适应性;然后通过相关系数和特征距离结合的方法完成实时的心跳点心率提取算法;最后使用模拟退火算法对完成的模型进行优化,以提高模型的精度。本文使用美国麻省理工的心电、呼吸、体震联合公共数据库(CEBS)的数据进行算法测试,实验结果表明,本算法平均准确率达到92.32%,可以有效地完成实时心率提取。