一种物联网海管椭圆度检测系统技术研究

本文介绍了一种高效的物联网海管椭圆度检测技术,该检测系统集管道数据测量、数据上传、数据统计、管道标签和库房管理为一体,打造出一套信息化、物联网化的快速检测系统,大大提升了海洋油气工程中海管作业速度。

基于精细化数值模拟的地铁盾构隧道椭圆度安全研究

随着城市地铁运营里程不断增长,盾构隧道过量变形导致的结构安全问题持续出现。对出现过大变形的盾构隧道进行结构分析时,准确的岩土参数难以获取且外部因素十分复杂,在数值模拟中难以全面考虑。以可靠的实测数据作为精细化数值模拟分析的基础,更有利于还原当前的结构状态。因此,为更真实地通过数值模拟方法分析盾构隧道的结构安全状况,继而得出基于椭圆度的结构安全控制标准,提出以隧道椭圆度为基准,在保证隧道结构合理的受荷条件下使隧道变形结果与实际相近,结合某上软下硬地层中隧道变形过大的典型案例相互论证,从而进行盾构隧道的结构力学响应分析。研究结果表明:当隧道结构主要承受竖向对称荷载时,拱顶接头位置变形与螺栓应力最大;拱顶内侧易出现裂缝,拱腰接缝区域容易出现渗漏;管片椭圆度为0~10‰时,结构较安全;椭圆度在10%~20‰时,结构拱顶内侧开始出现塑性区;椭圆度在20%~30‰时,塑性区不断发展,拱顶螺栓接近进入屈服阶段;通过对比管片损伤、螺栓应力、接缝张开量等随椭圆度增加的变化,结合工程案例中的实际状况,并考虑为隧道结构变形保留适当冗余,可将该区间隧道基于椭圆度判断的变形标准的控制值设为25‰,预警值设为20‰。

基于车载扫描点云的地铁盾构隧道椭圆度分析

椭圆度是衡量地铁盾构隧道管片变形的重要指标之一,由于地铁隧道中存在道床管线,导致隧道点云中会存在大量到内壁距离不等的非隧道内壁点,会对椭圆度分析产生影响。对于道床一般利用直通滤波来处理,但轨道超高时处理效果不佳;对于其他附属物通过设置距离阈值方法来处理,但阈值难以预先准确确定。为解决以上问题,依据盾构隧道点云分布特点,提出一种道床点距离阈值剔除、附属物点分级定权剔除算法。结果表明,算法给出的椭圆度MAE为0.085‰,优于直接最小二乘法和RANSAC算法。基于某地铁隧道56个单环隧道的激光点云,对算法性能进行测试,各环椭圆度MAE均值为0.174‰、各环椭圆度标准差均值为0.216‰,较RANSAC算法分别提升19.1%、19.7%,证明该方法能够有效消除地铁隧道点云中非隧道内壁点的影响,椭圆度计算结果具有较好的稳健性。

基于筒体椭圆度曲线对回转窑故障的分析和处理

回转窑在运转时受自重和托轮挤压影响,筒体会产生形变使其截面变成椭圆。通过对筒体椭圆度的实时测量,可以判断筒体的刚度以及内部耐火砖的配合情况。此外,椭圆度曲线也反映了回转窑不同的运行状态,通过曲线的异常进而分析回转窑整体存在的问题。本文在理论上给出了几种常见的故障信号所对应的问题,结合现场实际情况进行了多维分析并给出了一种依托于筒体椭圆度曲线制定回转窑托轮调整方案的新思路。

筒体椭圆度检测在水泥窑耐火砖损坏分析中的应用

随着运转年限的增加,水泥窑筒体变形日趋严重,特别是回转窑轮带区域耐火砖因筒体变形产生的机械应力导致异常损坏的现象频发。本文结合典型案例,分析筒体椭圆度检测数据与轮带位置耐火砖异常损坏的关系,阐述了筒体椭圆度、轮带滑移量对耐火砖的影响,提出了降低筒体椭圆度、延长耐火砖使用寿命的技术措施。

回转窑滚圈椭圆度校核计算中的有限元应用

分析了《化工回转窑设计规定》中滚圈椭圆度校核计算结果偏差较大的原因,建立了包含滚圈、筒体(含垫板)及托轮的双重接触有限元仿真模型,其中考虑了温升对筒体材料力学性能的影响以及冷态下滚圈与筒体之间的间隙。在ANSYS Workbench仿真平台求解滚圈的径向变形量,并结合变形后的轮廓特点,推导出图形学上的滚圈椭圆度算法,最后在LabVIEW编程环境中实现。结果表明:双重接触模型下的滚圈径向最大变形并不发生在象限点,滚圈内壁与筒体间的接触状态增强了整体刚度,为滚圈在工程设计中的优化提供了理论支撑。

基于激光扫描技术的盾构隧道椭圆度检测技术与应用

隧道工程是城市地下交通和基础设施建设中重要的组成部分,而盾构隧道的质量直接关系到工程的安全和可靠性。本论文基于激光扫描技术,针对盾构隧道的椭圆度进行了检测研究。通过移动式扫描测量获取点云数据,采用椭圆拟合算法对数据进行处理和分析,实现了对隧道椭圆度的准确检测。论文通过实际应用效果分析,验证了该技术在盾构隧道工程中的可行性和实用性,为提高隧道工程质量提供了有效手段。

椭圆度及壁厚不均度对套管抗挤强度的影响

随着各类石油套管对可靠性和使用寿命要求的不断提高,对石油套管的抗挤能力分析提出了更高的要求。影响套管抗挤能力的参数除了材料本身的强度以外,还包括套管的椭圆度、壁厚不均度等。以φ101.6 mm×7.8 mm规格的试样套管为对象,建立套管抗挤强度的计算模型,利用有限元方法对套管的抗挤强度进行模拟计算,分析与验证椭圆度和壁厚不均度这两个参数对套管抗挤强度的影响,从而为合理选用套管以及开发高抗挤套管提供经验与指导。

含椭圆度和腐蚀缺陷海底管道的压溃承载能力研究

深水海底管道在服役过程中,在管道内部腐蚀介质及外部海水复杂条件作用下,管道会形成腐蚀、椭圆度等几何缺陷,在海水压力作用下,还容易发生压溃并造成管道失效。本文研究建立了椭圆度+腐蚀缺陷海底管道模型,基于RIKS方法对管道的压溃过程进行数值模拟,分析了不同椭圆度以及内腐蚀缺陷长度、宽度和深度对管道压溃压力和压溃模式的影响,系统地研究了椭圆度和内腐蚀缺陷对海底管道压溃响应的相互作用机理。结果表明:海底管道发生压溃时,有多种压溃模式,如“∞”型、“8”型和“U”型,压溃模式与椭圆度和初始缺陷的尺寸密切相关;当椭圆度较小时,压溃模式主要受腐蚀缺陷尺寸影响,腐蚀缺陷长度的增加会使管道发生“8”型压溃模式,腐蚀缺陷深度和宽度的增加会使管道发生“U”型压溃模式;当椭圆度较大时,压溃模式主要受椭圆度影响,此时无论腐蚀缺陷尺寸如何变化,管道压溃模式均为“∞”型或“U”型;当压溃模式为“∞”型或“U”型时,管道压溃压力随椭圆度的增大而减小;当管道压溃模式为“8”型时,管道压溃压力随椭圆度的增大而增大;在椭圆度不变的情况下,腐蚀缺陷尺寸的增大会使压溃压力减小。

高速大功率柴油机连杆大端孔椭圆度加工与控制

通过对高速大功率柴油机连杆机械加工和检验过程中出现的问题进行分析,针对性地制定改善方案进行验证,确定了导致该问题发生的原因,分析验证的过程中梳理了影响连杆大端孔椭圆度的多种因素,并提出了改善建议。

拼装椭圆度对管片接缝防水影响分析

在盾构隧道施工和拼装阶段,管片拼装的椭圆度、管片夹角是造成盾构隧道接缝渗漏的主要原因。以成都轨道交通18号线大直径地铁盾构隧道为研究背景,通过几何计算得到装配椭圆度与管片开角之间的关系,采用有限元分析方法研究了不同张角条件下密封垫防水效果。主要得到以下结论:(1)管片接缝之间的张角与椭圆度呈线性正相关系;各椭圆度条件下张角范围的最大值与最小值随张角增大呈线性增加;(2)张角对密封垫防水效果的影响表现为外张角大于内张角。基于以上研究结果,本文可为管片的设计、生产、加工和质量检验提供一些参考。

基于GRP5000移动式三维激光扫描仪的隧道椭圆度监测研究

使用GRP5000移动式三维激光扫描仪对隧道椭圆度进行监测作业时的优势在于:可以使检测范围大幅度提升,同一个天窗点的管片监测数量从传统模式的10~20个飞跃式增加为800~1000个。尽管相较于其他监测方法,基于GRP5000移动式三维激光扫描仪系统方法的作业速度较为缓慢,但基于基础检测数据计算出的隧道椭圆度结果精准程度却极高,故综合监测效率同样较高。本文介绍了基于GRP5000移动式三维激光扫描仪的隧道椭圆度监测外业、内业的主要流程,并围绕具体工程的监测作业重点环节展开分析,可为同类型作业提供参考与借鉴。

基于派克矢量轨迹椭圆度的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识

随着我国海上风电产业逐渐向深远海发展,迫切需要精确的早期故障辨识技术,以防止故障恶化造成的巨大经济损失。针对派克矢量故障辨识方法用在双馈并网系统时易受定子电压不平衡和负载变化的影响的不足,提出新的故障特征量——派克矢量轨迹椭圆度F_s。分析F_s和定子负序电流间的关系,运用非线性最小二乘法估计定子电压不平衡、负载变化和定子负序电流间的函数关系,以滤除定子电压不平衡和负载变化对F_s的影响。实验结果表明,该方法能够实现早期故障的精确辨识,对定子电压不平衡和负载变化具有鲁棒性。

基于深海卷管铺设的海管椭圆度分析

深水海管在使用卷管铺设时,海管截面变形较大,产生椭圆化现象,降低了海管的弯曲能力,甚至使海管发生失稳及局部屈曲。利用应变能法和Ritz法建立了海管椭圆度理论求解方法。用有限元软件ABAQUS对有初始弯曲曲率及无初始弯曲曲率的海管分别进行了非线性有限元分析,并与modified Brazier方法及modified von Kármán方法得到的结果进行了比较。由以上几种方法得到的计算结果基本吻合。再次利用有限元软件对海管椭圆度的敏感参数进行了分析,多组结果显示椭圆度受海管管径、壁厚、初始弯曲曲率、弯曲曲率等参数的影响,并得到了椭圆度随海管几何参数变化的规律。椭圆度的研究为深海卷管铺设提供了理论基础。

用有限元法分析石油套管的椭圆度对承载能力的影响

在石油套管生产过程中产生的椭圆度明显影响套管的承载能力,但是,这个问题一直没有引起人们的充分重视而加以解决。为此,根据弹塑性力学理论,建立套管的力学模型,通过有限元方法定量分析了椭圆度对套管承载能力的影响。研究结果表明,椭圆度在很大程度上影响着套管的承载能力。因此,为了提高套管的承载能力,必须尽量降低管体的椭圆度。

楔横轧成形等内径空心轴的椭圆度影响规律

采用二次回归正交旋转组合设计法,对楔横轧成形等内径空心轴的椭圆度影响规律进行有限元模拟分析和轧制实验,得到了具有较高参考价值的回归方程。依据回归方程和模拟结果,得出了工艺参数对等内径空心轴椭圆度的影响规律,以及各因素对椭圆度的影响程度主次和工艺参数的最优组合。研究结果为实现等内径空心轴类零件的楔横轧精确成形,以及优化模具设计和工艺参数的合理确定,提供了理论依据。

入射光椭圆度对晶体微粒旋转角速度的影响

光致旋转技术在微机械和微生物等领域的应用越来越广泛。利用光束自旋角动量可以导致晶体微粒光致旋转的机理,从理论上分析了入射光椭圆度对晶体微粒旋转角速度的影响。通过MATLAB对不同激光功率下,光束的椭圆度与晶体微粒旋转角速度的关系进行数值模拟。结果表明:在实际对晶体微粒光致旋转操作中,晶体微粒能否旋转起来取决于光束椭圆度与微粒厚度之间的关系;在同一激光功率下,光束椭圆度与晶体微粒旋转角速度呈正旋曲线变化。因此,通过调节光束的椭圆度和较高的激光功率可以提高晶体微粒的旋转角速度。该结论对光驱动微机械马达的优化设计有一定的指导意义。

基于KT模型的椭圆度对套管抗挤强度的影响

椭圆度会降低套管的抗挤强度,但对其影响程度及规律并未得到统一认识。文中以考虑因素较为全面的KT抗挤强度计算模型为基础,建立了椭圆度与套管抗挤强度关系模型。研究结果认为:套管的抗挤强度随椭圆度的增大而降低,但降低趋势逐渐变缓;套管的抗挤强度降低值随径厚比(D/t)的增大呈先增大后减小的趋势,存在一个临界D/t值,可使椭圆形套管的抗挤强度降低值最大;钢级越高,椭圆形套管的抗挤强度降低值最大的临界D/t值越小。文中较为全面地揭示了椭圆度对套管抗挤强度的影响程度及规律,进一步深化了椭圆度对套管抗挤强度影响的认识。

椭圆度对外压圆筒体屈曲临界载荷影响的初步分析

工程结构屈曲的有限元分析方法通常包括特征值分析、几何非线性分析和几何/材料双非线性分析三种方法。本文通过算例分析和对比,认为双非线性分析法可得出更合理的结果。系列计算表明,外压圆筒体屈曲临界压力值会随筒体椭圆度的增加而明显降低。

基于涡流传感器的连续油管椭圆度在线检测技术研究

椭圆度是连续油管寿命评估的重要判据之一,椭圆度的检测技术是保证连续油管装备现场安全应用的基础。根据涡流测距技术的基本原理,提出采用涡流测距传感器周向均布检测连续油管外径的检测方法,设计研制了椭圆度检测装置样机。根据检测装置的结构特点,提出了新的椭圆度测量算法并编制相应的测量软件。通过样机精度检测实验及现场在线检测实验表明,连续油管椭圆度在线检测装置检测效率可达1 m/s,椭圆度测量灵敏度达1%。为连续油管椭圆度检测提出了一种行之有效的方法,具有良好的工程实用价值。