中砂类B组路基土静力特性试验分析

为了研究中砂类B组路基土的静力特性,在了解其物理特性的基础上,采用中砂及粉质黏土配置了4种不同细粒含量的中砂类B组土,根据常规三轴压缩试验研究了围压和细粒含量对试验土体应力-应变关系及静强度的影响.结果表明,在相同细粒含量条件下,随着围压的增大,试样的应力-应变曲线上升显著,在同一应变值时,应力相差较大,且150 k Pa的曲线应力差值最为明显;在相同围压条件下,细粒含量对应力-应变曲线的影响不明显,细粒含量低于30%时,应力-应变曲线走势几乎一致,应变增大的同时应力提高.

常温下Q345R钢板外压应力系数B算图的讨论

对国产Q345R材料的20个试样进行了常温拉伸试验,得到了相关的无因次修约曲线,并采用Ramberg-Osgood方程进行拟合。在讨论其离散性的基础上,得到了一条包络下限的无因次修约曲线。在考虑了稳定安全系数m=3.0的基础上,得到外压应力系数B曲线(m=3.0)。用该曲线进行设计时,在线弹性阶段,计算结果与GB 150—2011相同;而在非线性阶段,较GB 150—2011所得,许用外压高1.2倍左右,与ASMEⅧ-1相近。同时,探讨了一种新型变m外压应力系数B曲线,体现了变稳定安全系数的设计思想,在线弹性阶段,计算结果与GB 150—2011相同,在非线性阶段,计算所得的许用外压明显高于GB 150—2011结果,与ASMEⅧ-2和EN 13445所得相当。

基于MATLAB软件重构化工外压容器图算法A-B曲线的研究

外压容器失稳破坏,会引起巨大的安全隐患和经济损失。因此,如何有效、快速地进行外压容器的结构设计显得尤为重要。传统外压容器的设计方法主要是采用图算法,而图算法需要人工反复迭代,费时费力。随着信息技术的发展,其设计工作的数字化受到重视。本项目通过研究GB150-2011外压容器设计的相关理论知识,并对图算法A-B曲线的绘制原理进行了深入研究,基于MATLAB软件重新绘制了外压容器设计A-B曲线。项目的研究工作将为外压容器结构设计数字化工程应用起到一定的推动作用。

基于变压力角滚刀的齿根弯曲应力修正算法

针对国家标准无法准确计算变压力角滚刀加工圆柱斜齿轮的齿根弯曲应力问题,提出一种考虑变压力角滚刀加工的齿轮弯曲应力计算修正算法。引入一假想滚刀与当量直齿轮啮合,基于共轭啮合条件建立齿根过渡曲线方程,并根据Euler-Savary公式给出齿根任意点曲率半径计算方法;结合GB/T 3480—1997计算基于变压力角滚刀加工齿轮的齿形系数与应力修正系数,得到齿根弯曲应力修正值。而后,借助Kisssoft/Romax解析解、有限元数值解,验证齿根弯曲应力修正算法的合理性。研究结果表明,齿根弯曲应力修正算法可准确计算基于变压力角滚刀加工齿轮的齿根弯曲应力;齿根弯曲应力修正算法可弥补采用GB/T 3480—1997无法计算变压力角滚刀加工圆柱斜齿轮的齿根弯曲应力的缺陷,实现齿轮强度设计和实际加工的无缝对接,解决计算模型和实物不一致的问题。

砒砂岩重塑土强度和应力-应变曲线试验研究

以内蒙古鄂尔多斯市南部准格尔旗作为研究区域,以当地紫红色砒砂岩重塑土为研究对象,使用TSZ-6A全自动静三轴仪,在常温下进行不同冻融循环次数、不同围压下的三轴剪切试验来分析砒砂岩的变形情况.研究结果表明:在每个冻融循环次数的不同围压下,砒砂岩重塑土试样的应力-应变曲线都呈现出应变硬化的特性,并且从应力-应变曲线分布上,大致都经历了3个阶段:近似完全弹性阶段、应变硬化阶段、屈服阶段.为了定量地分析了不同冻融循环次数下砒砂岩的强度参数,引入强度参数劣化系数KC和KΦ,通过劣化系数曲线拟合得出强度参数劣化趋势函数.通过比较不同冻融循环次数下,砒砂岩重塑土峰值强度与残余强度的大小关系,分析了砒砂岩重塑土的应力-应变曲线软、硬化特性,并引入系数Kq来更直观地分析砒砂岩的变形情况.

热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力分析

对梯度材料圆筒在内外压及非均布温度载荷作用下的应力状态进行理论分析。通过引入弹性梯度因子和温度梯度因子获得热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力解析解,进而探讨弹性梯度因子和温度梯度因子对径向、周向和轴向应力分布的影响,为梯度材料圆筒的结构设计提供可靠的理论依据。计算结果表明,应力分量沿壁厚的分布随内外压比值的不同而不同,其中径向应力与坐标位置密切相关,与梯度因子关系不大。对于不同的梯度因子比,存在一最优值使得梯度圆筒内外壁面周向应力差值最小。与内壁处轴向应力相比,外壁处轴向应力对内外压比值的变化更为敏感,并且当弹性梯度因子与温度梯度因子比小于1时,轴向应力几乎不受梯度因子比值变化的影响;而当梯度因子比大于1时,轴向应力迅速减小,且外壁处的减小速度远大于内壁处的减小速度。

用可靠性平均安全系数校核外压容器的稳定性

提出了采用可靠性平均安全系数进行外压容器的稳定性校核的方法,并在机械强度可靠性设计的基础上,建立了将呈非正态分布的变量转化为呈正态分布的变量模型,以获得可靠性安全系数.通过用此方法校核受各种载荷的外压容器,并将应力和强度的变化以及失效的不同后果考虑到设计中,比用稳定系数的常规设计方法更安全、更经济.

外压圆锥壳开孔应力集中系数分析

采用有限元方法,对不同锥角开孔的应力集中系数的大小及分布规律进行分析,认为开孔倾斜角对应力集中系数影响较大,在实际应用中应严格控制。

复杂气井套管力学分析与可靠度评价

为建立考虑地层和套管参数随机性的套管可靠度评价理论方法,以便得到复杂井况下套管传统设计安全系数与可靠指标之间的关系,提出了非均匀地应力和内压联合作用下,沿套管最大外挤力方向管壁任意位置发生屈服失效时外壁等效均匀外挤力的计算方法;建立了套管抗挤和抗内压三轴强度计算公式以及有效内压计算方法;根据套管载荷和强度影响因素统计参数以及评价过程中参数测试标准值,利用蒙特卡洛法(MC)建立了完整的套管可靠度计算和评价方法;通过实例对传统安全系数与可靠指标的对应关系进行了研究。研究结果表明:指定条件下,套管安全系数与可靠指标之间存在对应关系;利用建立的方法编制计算程序可以为传统设计法中安全系数代表的安全程度进行量化;可靠度评价方法能够为安全系数的选取提供指导。

接管上外载荷引起的应力集中系数

在压力容器的设计中,不仅需要考虑由于结构的连续性被破坏而引起孔附近的应力集中,通常还需要考虑由管道通过接管而施加于容器上的外载荷,这些载荷会在容器与接管连接的局部区域产生高应力,从而有可能使得该区域的强度不够面使容器失效。本文讨论了压力容器开孔可引起的应力、由外载荷引起的应力集中系数曲线及其应用举例。

较高设计系数管道高强度试压方案的设计与应用

为了提高管道输送效率,在西气东输三线西段一级地区的天然气管道上首次采用了0.8设计系数。按照设计要求,较高设计系数管道强度试压产生的环向应力应不小于100%SMYS,对于如此高的试压强度,国内尚无经验可循,为了保障高强度水压试验的顺利进行,参考国内外规范,并结合0.8设计系数管道的特点,编制了高强度水压试验方案并制定了试压流程,试压过程中首次采用p-V曲线、应力应变监测、智能变形检测等手段全方位监测试压过程中管道的膨胀变形情况。试验结果证明,试压方案科学合理。高强度水压试验的成功,为较高设计系数天然气管道的高强度水压试验积累了宝贵经验,为在一级地区推广采用0.8设计系数奠定了良好的实践基础。