拉伸环向周期裂纹管的应力强度因子

利用裂纹非自发扩展的能量释放率,即G*-积分理论分析求解了拉伸周期裂纹管应力强度因子问题,给出了周期裂纹管应力强度因子的系列解答。该解亦可作为开裂曲板应力强度因子的近似解。

混杂纤维缠绕圆柱壳外压稳定性与缠绕参数

本文在文献的基础上，以加权因子和铺设角为参量给出了混杂纤维缠绕正交各向异性圆柱壳外压失稳最佳缠绕参数的理论计算公式。讨论了该公式的使用条件，并提出混杂纤维缠绕结构是否具有极值意义最佳参数的判别式。文中算例表明，本文公式不仅可以确定混杂纤维缠绕外压圆柱壳的最佳参数，也可以确定纤维增强各向同性外压圆柱壳的最佳纤维含量及纤维缠绕方向。

平面压痕开裂极限临界载荷与开裂角

平面压痕的开裂在材料机械性能的研究、破岩机理的研究中有着广泛的应用。当刚性压头作用在半平面弹性体的表面时,会产生一个平面压痕,该压痕的两端将出现I型奇异压应力场,该奇异应力场的应力集中达到一定程度时,即达到临界条件时,该奇异应力场所在的边界将开裂。压痕边界的开裂问题是一个新型的断裂力学问题,通过边界移动的能量释放率的分析定量地给出了平面压痕边界开裂能量释放率数学表征,给出了边界开裂的极限临界载荷和临界开裂角。

含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅰ)——基于PD6493的理论及方法

针对含缺陷压力管系断裂失效分析模式 ,结合实际操作工况 ,考虑多种载荷因素及材料性能参数 ,提出了管系断裂失效风险分析方法 ,开发了通用的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统。充分考虑压力管道缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和机械强度等主要随机变量的不确定性 ,对其进行模拟实际操作工况抽样 ,应用MonteCarlo数值计算方法确定含缺陷压力管系上每个独立缺陷的安全概率 ,进而计算出整个管系的失效概率。

复合结构圆柱钱币裂纹的应力强度因子

利用裂纹张开能量释放率建立一个求解复合圆柱钱币裂纹应力强度因子的方法。给出G 积分在三维裂纹裂尖边缘近场的应力强度因子表征 ,G 积分与载荷、几何参量以及力学性能参数的关系 ,进而得到复合圆柱钱币裂纹的应力强度因子。研究表明该积分法用于分析计算有限边界三维裂纹问题 ,过程极为简单。

弯曲载荷作用下工字形截面梁腹板中心穿透裂纹的应力强度因子

工字形梁是工程中最常见的结构之一。其中的任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字形梁是典型的三维有限边界问题,用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。文中利用裂纹非自发扩展的能量释放率建立一个求解弯曲载荷作用下工字形截面梁中心裂纹的应力强度因子的新方法。给出工字形截面梁裂纹非自发扩展能量释放率G*-积分与应力强度因子的关系,同时也给出G*-积分与载荷、几何参量以及力学性能参数的关系,进而得到工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。

方形截面管横向裂纹的应力强度因子K_I

利用裂纹张开能量释放率建立了一个求解方形截面管横向裂纹应力强度因子的一个方法。给出了方形截面管裂纹张开能量释放率的 G*-积分表征,以及和应力强度因子的关系。同时也给出了 G*-积分与载荷、几何参量以及机械性能参数的关系,进而得到方形截面管横向裂纹的应力强度因子。给出的方法不仅适用于一般箱形结构件的裂纹问题,也适用于其它有限边界多边管状结构的三维裂纹问题,过程极为简单。

对称正交铺设层板损伤的有限元分析

本文对[0°/90°]层合板裂纹尖端的损伤进行了有限元分析,采用八节点四边形等参单元的正规型式及其退化型式计算了应力分布及损伤。

柔性管系环向穿透裂纹的应力强度因子

对含裂纹管道系统进行完整性评定时 ,要考虑到位移控制下管道柔度、支撑柔度等对断裂参量的影响。特别是作为极限情况的管道环向穿透裂纹问题 ,定量化分析方法十分重要。在守恒律理论及裂纹张开能量释放率理论的基础上 ,以简单模型为例 ,提出了一个求解柔性管系应力强度因子的简单方法。该方法可以直观地给出管系各柔性部件对应力强度因子的影响。是系统可靠性及风险概率分析十分重要的基础。

对称多层粘合板弯曲模量的分析计算

本文给出了对称多层粘合板弯曲模量的计算公式,该公式形式简单、方便实用。

多层复合材料层合板弯曲模量的计算

本文给出了对称多层复合材料层合板弯曲模量的计算公式,该公式物理意义明确,使用方便.

基于R6的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅰ)——理论及方法

含缺陷压力管系的概率安全评定是石油化工行业中一个新兴的重要课题 ,概率断裂力学的出现和发展提供了强有力的手段。针对含缺陷压力管系断裂失效分析模式 ,结合实际操作工况 ,考虑多种载荷因素及材料性能参数 ,提出了管系断裂失效风险分析方法。在此基础上 ,运用R6选择 1评定技术路线 ,考虑压力管道缺陷尺寸、承受载荷、材料断裂韧性及流变应力等参数的随机性及分布特征 ,对各随机变量进行模拟实际操作工况抽样 ,应用MonteCarlo数值计算方法确定含缺陷压力管系上每个独立缺陷引起的失效概率 ,进而计算出整个管系的失效风险概率。为石化企业诊断系统安全提供了一个技术手段。

基于R6的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅱ)——工程应用及算例

考虑几种主要随机因素 :缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度等参数的不确定性 ,针对石油化工工业管道上可能存在的各种缺陷类型 ,基于PD 6 4 93,R/H/R6 - 95和SAPV(95 )三种权威的失效评定规范 ,编制了通用的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统。运用其中的R/H/R6 - 95模块的选择 1计算了一条典型的具有多种类型缺陷的工业管道 ,程序对每个缺陷单独进行评定 ,给出了单个缺陷的失效概率 ,并最终给出整条管线的失效概率。含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统不仅准确实现了各规范的技术要求 ,且工程应用极为方便 ,操作简单 ,运行稳定 ,计算效率高。实践证明 。

工业管道保温结构的优化设计及节能分析

目前，工业管道广泛采用等厚度保温结构：针对某运行管道进行现场测温，并应用Fluent软件对测试数据进行分析，发现管道表面温度具有“上高下低”的分布规律，因此，工业管道采用等厚度保温结构设计并不合理。在环境有风和无风条件下，分别对管道外表面温度分布规律进行了分析，并利用换热网络法，以管道表面散热损失最小和经济效益最大为优化目标，建立了管道保温结构优化设计模型，并提出了工业管道非等厚度保温结构设计的新方法。研究结果表明，在管道内部介质参数相同条件下，以国标允许的散热损失值进行保温结构设计时．与等厚度保温结构设计相比，采用非等厚度保温层结构可减少保温材料体积3％～4％，降低保温工程费用3％～4％.

在役压力管道断裂失效风险分析软件的开发

针对石油工业管道和油气输送管道上可能存在的各种缺陷类型 ,充分考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧性和机械强度等参数的不确定性 ,基于BSIPD 6 493— 95、R/H/R6— 98和SAPV— 99等权威评定规范 ,提出了含缺陷在役压力管道的断裂失效风险分析方法 ,应用面向对象的编程语言MicrosoftVisualC ++6 .0企业版开发了通用含缺陷压力管系断裂失效风险分析软件(SAPP— 2 0 0 2 ) ,运用该软件可以很容易计算出管道系统中每个独立缺陷的安全概率和整个管道系统的失效概率。根据风险分析结果 ,可以确定管道在短期内需要采取缓和措施的区域 ,并可进行预防性维修。另外 ,在制定管道的检修计划时 ,还可以利用该软件的结构应力分析模块方便地确定管道应力高度集中部位 ,以便有针对性地选择焊缝并进行射线探伤 ,从而获得更准确的管道安全状况分析结果。

三螺杆挤出机常规螺纹元件挤出过程的CAE研究

利用ANSYS软件分析了三螺杆挤出机常规螺纹元件中等温非牛顿流体的压力场、速度场和粘度场 ,并和双螺杆挤出机常规螺纹元件进行了比较 ,尤其对流道中心区进行了重点研究。结果表明 ,三螺杆挤出机的混合性能好于双螺杆挤出机 ;中心区的物料压力梯度和速度梯度都较小 ,物料在中心区流动缓慢 ,中心区的物料粘度值较大 ;对反应时间不宜过长的聚合物 。

双螺杆反应器同向啮合螺纹元件的三维流场分析

双螺杆反应器是一种新型的高效反应器 ,且对环境几乎无污染 ,但许多理论尚处于不成熟阶段。高粘度物料在双螺杆反应器中的流动情况非常复杂 ,很难用解析法求解 ,利用ANSYS有限元分析软件对双螺杆反应器同向啮合螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析 ,给出了速度场、压力场、粘度场的基本规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果表明 :在啮合区 ,物料的压力梯度、速度、剪切应力较大 ,粘度值较小 ,物料在啮合区能进行充分的混合、反应 ;螺槽中的物料具有较大的正轴向速度 ,表明大部分物料沿挤出方向流动。流量和螺杆转速成正比 ,流量和流道两端的压差成反比。

“一字”型排列三螺杆挤出机三维流场分析

利用ANSYS软件包分析了聚乙烯在“一字”型排列三螺杆挤出机常规螺纹元件中的流动情况,讨论了整个流道的速度分布、压力分布、粘度分布,并和双螺杆挤出机常规螺纹元件的挤出特性进行了比较。结果表明,三螺杆挤出机的物料输运能力、分散性混合能力以及分布性混合能力都好于双螺杆挤出机。

半球形厚壁封头冲压成形有限元分析及优化

在制造厚壁封头的过程中,经常由于锻造后的封头减薄量过大,最小壁厚值小于规定值,在强度方面不能满足要求;或者锻造后封头壁较厚,增加了机加工量。而厚壁封头冲压成形过程属于几何非线性和材料非线性的问题,很难用弹塑性力学理论的解析法进行研究。采用钢塑性有限元法,使用ANSYS有限元分析软件模拟了半球形厚壁封头冲压成形的整个过程,分析了成形后封头壁厚的变化规律。计算结果表明,封头心部的减薄量并非最大,减薄量最大值出现在靠近坯料中心的地方,边缘的直边部分增厚量最大,最大的减薄量或增厚量均达到坯料厚度的16%左右。通过优化坯料形状和尺寸,使封头易于成形且壁厚均匀。

基于Ansys的橡胶O形密封圈的密封性能有限元分析

利用有限元分析软件Ansys,建立了橡胶O形圈及其边界的有限元模型,分析计算了不同的O形密封圈径向间隙以及不同的油压下对密封面最大接触压力和Von Mises应力的影响,以及它们之间的相互关系,为O型密封圈的合理安装和使用提供了理论依据。