一种变流器功率模块维护用装置

功率模块作为变流器的核心组件,由于体积庞大,重量较重,同时受到变流器单元柜体空间的限制,导致其安装及维护较为困难。本文设计了一种功率模块维护用装置,可以满足在不将模块拆装下柜的情况下,对模块器件进行维护,并针对模块在维护状态时,对模块维护用装置结构进行了静强度仿真分析并结合屈服安全系数判定方法,验证了该装置在模块维护装态时满足静强度要求。

应用弹塑性反应谱对IDA方法的改进研究

针对传统IDA方法中结构的加速度反应远高于SPO分析结果的现象,采用弹塑性反应谱作为IDA的烈度度量,同时给出随地震烈度改变而不断变化的屈服强度系数,提出了改进的IDA方法,更有效地考虑了结构的非线性地震反应特征。实际工程分析表明,改进的IDA方法能够体现结构的非线性受力反应,同时兼顾结构的动力反应特征,与SPO曲线和由规范计算得到的结构承载力有更好的可比较性。

Q345系列钢板屈服强度不合的因素与对策

从加热工艺、轧制工艺等方面分析了Q345系列钢板屈服强度不合的原因 。

MY准则解析复合型裂尖塑性区

首次以MY(平均屈服)准则对I-II复合型裂纹在小范围屈服下的裂尖塑性区进行了分析,分别获得了平面应力和平面应变状态下塑性区尺寸的解析解。这两解表明,塑性区尺寸是材料屈服强度、应力强度因子、极角θ的函数。与Tresca准则、TSS屈服准则获得的解以及Mises解比较表明:Tresca准则预测塑性区上限,TSS屈服准则预测塑性区下限,MY准则预测的塑性区居于Tresca与TSS塑性区之间,逼近Mises解。另外,文中讨论了平面应力和平面应变状态下裂纹尖端的开裂问题,结果表明:当裂纹角β=π4时,平面应力状态下裂纹沿0-θ=0.2952π方向开裂;平面应变状态下裂纹沿0-θ=0.3188π方向开裂。

Druker-Prager型屈服准则与强度储备安全系数的相关分析

材料屈服准则对强度储备安全系数的计算精度有很大影响,而前人多采用数值方法探讨了Druker-Prager型屈服准则由于参数取值不同对强度储备安全系数的影响,并没有从理论上推导两者的本质关系。为此从理论上分别推导了点强度储备安全系数和整体强度储备安全系数与Druker-Prager型屈服准则的函数关系。经分析得出,内切圆锥屈服准则使得点强度储备安全系数和整体强度储备安全系数取得最小值,而扩展锥屈服准则使得两者均取得最大值。同时,通过对向家坝水利工程的重力坝泄4坝段的坝基深层抗滑稳定性的有限元数值分析,进一步验证了上述结论的正确性。

冻融循环下煤渣改良土的强度及屈服特性

为研究煤渣改良土强度及屈服特性,通过不同冻融循环次数下的三轴试验,获得了配合比及冻融循环次数对煤渣改良土强度特性及屈服面的影响。通过引入配合比影响因子及冻融次数影响因子对改良土屈服面的表达形式进行了修正,推导了改良土的双屈服本构关系。研究表明:随着煤渣掺量的提高,改良土的黏聚力先增大后减小,内摩擦角稍有增加。剪应变屈服面及体应变屈服面出现先扩张后收缩的变化规律。随冻融次数的增加改良土的黏聚力降低明显,内摩擦角的变化不大。剪应变屈服面及体应变屈服面随冻融次数的增加而逐渐向原点收缩。采用配合比影响因子及冻融次数影响因子可较好的反映改良土屈服面的演化规律,据此建立的本构关系具有一定的精度。

论高强度钢压杆稳定计算中的屈服强度因数

《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)关于压杆稳定计算的规定一般以Q235钢为基础,并通过引入屈服强度因数ξ=(fy/235)^(1/2)使其适用于高强度钢压杆。但是,这一因数的运用在很多情况下过于简单化,致使高强度钢压杆承载潜力不能充分发挥。本文对轴压构件的板件进行的综合分析表明,中等和大长细比构件的板件宽厚比限值只有一部分需要和因数ξ挂钩。此项分析同时采取了两种准则,并考虑了构件初弯曲的影响。格构式轴压构件剪力分析表明,现行规范的公式(5.1.6)的因数ξ可以删去。此外,单边连接的单角钢压杆简化为轴压构件时,等效长细比只要部分乘以因数ξ即可。

基于实验测试的完井管柱力学分析方法及应用

井筒温度效应对完井管柱力学性能会产生一定的影响,"三高"气井完井管柱力学完整性是保障气井安全高效开采的重要前提。为此,本文通过实验测试获取了不同材质管柱的力学性能随温度变化的真实值,将高温下管柱强度衰减率引入管柱力学分析中,以四川盆地两口"三高"气井为例对比分析了考虑温度效应和不考虑温度效应情况下完井管柱三轴力学安全系数变化情况。结果表明:110SS材质油管屈服强度平均衰减率为0.073%/℃,2532-110材质油管屈服强度平均衰减率为0.075%/℃;考虑温度效应后,完井管柱三轴安全系数会降低;选择钢级更高的完井管柱有助于抵消温度效应对管柱强度的影响。提出的考虑温度效应的完井管柱力学设计方法有助于保障"三高"气井完井管柱力学完整性。

偏心裂纹缺陷板的应力强度因子和极限拉伸强度分析(英文)

疲劳裂纹对船舶结构强度具有不可忽视的削弱作用,在过去的研究中,主要从断裂力学的角度对疲劳裂纹应力场进行分析,而对于静态裂纹板的极限强度的探讨相对较少。本文在有限元计算的基础上对具有偏心裂纹缺陷的矩形板的应力强度因子和极限拉伸强度进行了分析。对于偏心裂纹应力强度因子,在计算方法上有效地简化了文献[5]中提出的大单元有限元计算模型,并且用于分析裂纹偏心度对于应力强度因子的影响。对于偏心裂纹延性板,采用弹塑性有限元进行了大量的组合计算,分析了相对裂纹长度、材料屈强比和裂纹偏心度对板的拉伸极限强度的影响,并给出了方便计算的回归公式。该回归公式包含了多个参数对板的极限拉伸强度的影响,与实验结果吻合较好。

基于不同破坏准则的边坡稳定性有限元数值分析

文章基于主应力等差圆提出了一种实用的屈服准则,并将这一准则与强度折减弹塑性有限元数值分析方法相结合,进行了边坡的稳定性分析。对于算例边坡,对比计算与分析表明,利用这种屈服准则所求得的边坡稳定安全系数,与简化Bishop法的计算结果基本一致。

FPSO环境烈度因子应用分析

根据FPSO环境烈度因子的计算方法和实际应用情况调整基于油船设计规范的FPSO计算,采用基于三维线性势流理论的直接计算法和波浪谱分析方法对FPSO环境烈度因子计算所涉及的动载荷极值预报和首向分析等关键因素进行分析探讨,给出具体的解释和规定,计算实例表明,应用环境烈度因子可以合理考虑FPSO作业环境的特殊性,使设计评估结果更为准确。

基于有限元强度折减理论的边坡稳定分析方法探讨与改进

随着计算机技术的发展,强度折减法在边坡稳定分析中的应用越来越广泛。首先介绍其原理,推出DP1和DP3准则的转化公式;然后分析强度折减法的缺陷:c和φ在边坡发生滑动渐进过程中折减速度不同,强度折减法采用同一折减系数不能反映各自的实际安全储备。由此提出双折减法,对c、φ采用不同折减系数,分析边坡坡比及坡高变化对双折减系数的影响,同极限平衡法、强度折减法进行对比,得出一个更加可靠、合理的边坡稳定性分析评价体系。

三点弯曲试件塑性转动因子的试验研究

通过试验及理论分析，讨论了屈服强度对三点弯曲试件塑性转动因子的影响．试验结果表明：随着屈服强度的增加，塑性转动因子增大．

基于系列Drucker-Prager破坏准则评述土坡的稳定性

各种在π平面上等效面积的Drucker-Prager屈服准则,如DP4(Drucker-Prager与Mohr-Coulomb两屈服准则在π平面上的投影面积相等)、DP5(Drucker-Prager与Matsuoka-Nakai两屈服准则在π平面上的投影面积相等)和DP6(Drucker-Prager与Lade-Duncan两屈服准则在π平面上的投影面积相等)等模型都不同程度地模拟了平面应变条件下土体的破坏强度,这就是为什么等效面积的Drucker-Prager屈服准则在二维土坡稳定分析中被推广应用的原因。结合砂土的真三轴强度破坏试验结果,从量化角度论证了DP4模型求出的土坡安全系数可能会保守一些,而DP5和DP6两模型求出的土坡安全系数可能会更真实一些,能更好地发挥材料的承载潜力,因而进一步改善了土坡稳定安全系数的计算精度。

用双晶近似Schmid因子法处理铝合金板材的各向异性

在分析近似单组份织构对板材各向异性影响时,常用单晶近似Schmid因子法作理论工具[1,2]。但在求解满足单组份织构条件和平行拉伸方向的晶粒晶向指数时,发现其晶向指数具有双解。据此,提出了采用双晶近似的Schmid因子法(GY法)进行修正。用两种Schmid因子法分别分析了具有近似单组份织构的AlMgMnScZr合金板材σs各向异性特征。结果表明,对单晶近似Schmid因子法作修正是有意义的。

弹塑性屈服强度需求系数谱

为了更方便合理地计算地震力,利用单自由度(SDOF)体系弹塑性动力时程分析程序,对反向加载时刚度退化的修正克拉夫滞回模型,计算了四类场地下共370条地震波输入后的结构动力响应,给出了具有不同保证率的弹性强度系数eη谱和地震力折减系数Rμ谱及其计算公式,分析表明这两种谱的特征周期不同.利用两者相除计算不同保证率的弹塑性屈服强度系数yημ谱,并与程序直接计算的弹塑性统计谱进行了比较.发现如果eη谱和Rμ谱采用相同的特征周期TgR谱来归一化,得到的曲线与实际的yημ谱符合得不好,为此最后直接给出了采用加速度谱的特征周期Tga归一化的ηyμ谱.结果表明,四类场地的ηyμ谱变化趋势一致,当T<Tga时,ηyμ谱随着周期T的增大而增大;当T>Tga时,ηyμ谱将随周期T指数下降.

核电汽轮机防应力腐蚀裂纹技术

我国将陆续开工建设一批CPR、AP1000和EPR等堆型的百万等级核电站,而核电汽轮机主要部件工作在湿蒸汽环境下,防止这些部件产生应力腐蚀裂纹甚至导致最终断裂是汽轮机的关键设计。本文介绍了应力腐蚀的机理,并说明了汽轮机部件应力腐蚀的3个重要影响因素:材料的屈服强度、工作应力水平和工作环境,从可能产生应力腐蚀部位的应力限制和对应力腐蚀裂纹增长的控制方面,提出如何从设计上防止这些部件因为应力腐蚀而失效的措施,这些措施有效性已经在国外的核电站运行中得到了验证,为叶轮、叶片、汽缸等关键部件长期安全运行提供可靠的技术保证。

有限元强度折减法边坡失稳判据适用性分析

为了研究各种边坡失稳判据的适用性和合理性,针对某均质土坡建立理想弹塑性有限元分析模型,将数值计算不收敛、塑性区贯通、坡体内特征部位位移发生突变作为边坡失稳的判据,运用强度折减法计算边坡的安全系数,并与极限平衡法计算出的结果进行对比分析。结果表明:3种失稳判据均与极限平衡法计算结果较为接近,特征部位位移突变和塑性区贯通作为边坡失稳判据所得安全系数具有一致性,且与极限平衡法的差别较小;考虑到收敛准则及收敛限值对有限元数值计算收敛性影响较大,将数值计算的不收敛作为边坡失稳判据其适用性有一定限制;建议采用塑性区贯通结合特征点位移突变作为边坡失稳的判据。

常屈服位移抗震设计方法研究

传统的常周期抗震设计方法中,假设结构振动周期与其强度(承载力)无关,将恒定不变的弹性振动周期作为抗震结构设计的重要参数,但是当使用这种方法对结构振动进行非弹性抗震设计时,可能会造成过小的屈服和延性,而致使所需要的结构位移延性值太大。鉴于此,研究了一种新型的抗震工程设计技术方法——常屈服位移抗震设计法。该研究方法以结构位移为基础,其关键是引入新的强度折减系数。该方法认为:结构的屈服位移主要受构件的几何尺寸和构件使用所需的屈服材料的屈服应变影响,而与构件的抗弯强度无关。利用该方法可以更好地使结构在目标强度下的非弹性位移延性达到要求,计算出更精确的可以满足特定性能要求所需的强度值。

基于Drucker-Prager准则的边坡安全系数定义及其转换

探讨了基于D-P(Drucker-Prager)准则的边坡稳定安全系数定义形式,提出了各D-P准则之间的安全系数转换关系,并据此建立了基于D-P准则的边坡稳定安全系数与传统莫尔–库仑准则条件下安全系数的关系表达式。目前,ANSYS有限元软件采用的岩土材料屈服准则为莫尔–库仑六边形外接圆D-P准则,在利用有限元强度折减法计算边坡稳定安全系数时,可以先求出外接圆D-P准则条件下的安全系数,然后利用所提出的安全系数转换公式就可直接计算出各D-P准则条件下的安全系数。对于平面应变条件下的强度问题,平面应变莫尔–库仑匹配D-P准则(分关联和非关联两种情况)与莫尔–库仑准则等效,因此,通过转换就可以在ANSYS程序中实现莫尔–库仑准则,而不需要进行二次开发。这样就解决了基于D-P准则的有限元强度折减安全系数与传统工程中采用的安全系数(基于莫尔–库仑准则)间的接轨问题。大量算例结果表明:在平面应变条件下采用平面应变莫尔–库仑匹配D-P准则求得的安全系数与传统极限平衡条分法中用Spencer法求得的安全系数非常接近,且误差在1%～2%,已经具有相当高的计算精度,也同时证明所提出的方法是可行的。