基于BS 7910—2019标准的地铁车辆车体焊缝裂纹安全寿命评估

[目的]针对上海轨道交通铝合金车体焊接裂纹问题,探索科学合理的裂纹安全评估方法,这对保障列车的安全运营具有重要意义。[方法]通过BS 7910—2019中失效评估图和断裂力学理论,构建了一套适用于铝合金车体焊缝裂纹的安全寿命评估模型,并以上海轨道交通01A01型列车TC(带司机室拖车)牵引梁的10 mm焊缝表面裂纹为评估对象,进行铝合金车体焊缝裂纹安全寿命评估实践。[结果及结论]该车车体焊缝裂纹尺寸处于可接受的安全范围内,安全临界裂纹尺寸为45.8 mm,剩余安全寿命为3.8年。对该裂纹可采取每半年检查1次的维保策略,在列车退役前不必进行其他修复措施。评估模型已考虑到车体结构及载荷的复杂性,采取的保守估计方法能在确保安全性的前提下做到定量预测。评估模型可为生产实践提供指导,对裂纹状态管控红线的划定具有重要价值。建议在列车大修时,对车体进行全面的状态评估,包括车体探伤、材料分析、载荷数据收集,为后续裂纹安全寿命评估积累基础信息。

基于概率论的核电传热管安全寿命评估方法研究

核电传热管是核电站热交换系统的重要组成部分,其安全运行对整个核电站的稳定性和可靠性至关重要。基于正态分布求概率的方法提出核电传热管安全寿命概率评估方法,融合传热管的抗拉强度和历史检测记录的失效概率数据,拟合传热管的持久强度与疲劳运行时间的指数关系,实现传热管在不同拉力工作环境下在任意运行时间失效的概率计算,同时建立安全寿命与平均破断寿命的关系,为传热管的维护和更换提供参考依据。

直升机动部件安全寿命和破损安全相结合定寿技术

本文主要介绍直升机动部件安全寿命和破损安全相结合定寿技术中安全寿命评定方法和破损安全定寿技术.将结构的S-N曲线根据不同的风险率γ扩展为带存活率的P-S-N曲线,确定结构的裂纹形成寿命与风险率的关系Ls-γs曲线;根据破损安全分析,确定结构的Lt-γt曲线;二者结合进行直升机动部件安全寿命和破损安全相结合定寿分析.

基于环境风险的危险废物填埋场安全寿命周期评价

通过系统分析危险填埋场的设计功能,结合安全寿命周期的定义,对危险废物填埋场的安全寿命周期进行了定义.在此基础上,通过文献查阅和理论推导确定了描述危险废物填埋场主要单元性能衰减的老化模型,并结合课题组开发的渗漏环境风险分析模型,建立了危险废物填埋场的安全寿命评估模型,并选择中部某危险废物填埋场进行了案例研究.结果表明:随着防渗材料老化以及导排层淤堵,渗滤液渗漏量将逐渐增加,其安全贮存功能将逐渐丧失,并逐渐达到其安全寿命周期.仅就本案例而言,该填埋场的安全寿命周期为385a;对安全寿命周期相关参数的敏感性分析表明,浸出浓度与填埋场安全寿命周期呈负相关,包气带厚度和含水层厚度与安全寿命周期呈正相关,相关系数分别为-0.79、0.99和0.72,这说明包气带厚度对安全寿命周期影响更大,其次为浸出浓度,最后为含水层厚度;应加强填埋场相关单元老化模型研究,开展其他因素对填埋场安全寿命周期的影响,进一步完善危险废物填埋场安全寿命周期评价理论和方法.

飞机结构疲劳/耐久性安全寿命延寿方法

针对目前飞机结构延寿工作中存在的问题,提出了一种飞机结构疲劳/耐久性安全寿命的延长方法——当量延寿法。阐明了当量延寿法的基本原理:将同种型号的机队飞机结构的试验数据和服役使用数据都当量为同一载荷环境下的当量使用数据,对当量使用数据进行数据融合及可靠性综合分析,进一步释放可靠性潜力,从而重新评定并延长机群飞机结构的疲劳/耐久性安全寿命(亦即放宽疲劳安全寿命的使用限制)。并在此基础上阐述了当量延寿法的基本流程。根据当量延寿法的基本原理和流程可在原新机给定的使用寿命指标的基础上重新确定并逐步延长同种型号的机群飞机结构的疲劳/耐久性安全寿命,放宽服役机群飞机的服役使用寿命限制。当量延寿法可为现役同种型号飞机的延寿工作提供理论基础。

用神经网络技术预测库存发射药安全寿命的可行性

在对发射药贮存寿命终点判据和发射药能量示数、贮存环境温度、湿度等影响贮存安定性的因素进行分析的基础上,以BP人工神经网络作为预测手段,对发射药的安全贮存寿命进行了预测。

试验与服役数据融合的飞机结构安全寿命分析

针对飞机结构安全寿命分析中样本容量偏少的问题,综合考虑结构分散性和载荷分散性的飞机结构疲劳寿命是否服从对数正态分布或威布尔分布的情况,根据等损伤原理,将服役飞机实际飞行小时数等效转化为在同一试验载荷谱下的当量飞行小时数,以实现飞机结构试验疲劳寿命与服役使用数据的融合,采用随机右截尾情形下的极大似然估计方法估算疲劳寿命分布函数的参数,进行飞机结构安全寿命分析;最后以飞机结构疲劳寿命服从对数正态分布为例进行了算例分析,分析结果表明:在相同的可靠度和置信水平下,利用试验数据与服役使用数据融合方法可以显著增大样本容量,从而充分挖掘飞机结构可靠性的储备。

基于AWE的连杆疲劳安全寿命预测的研究

连杆是内燃机的核心部件,其疲劳安全寿命直接影响内燃机的可靠性与安全性。以485Q型连杆为研究对象,采用ANSYS Workbench软件平台的DOE模块,对连杆进行力学分析,并在力学分析的基础上结合Miner线形累积损伤理论对连杆的疲劳安全寿命进行了预测,为连杆疲劳寿命估算提供了一种简单可行的方法,该方法结果精度高,且非常接近于实际工况。

大型汽轮机部件低周疲劳安全寿命的设计和评定

文中提出了汽轮机部件低周疲劳安全寿命的设计和评定方法。介绍了汽轮机部件低周疲劳安全寿命的含义和计算方法。该方法以概率论和统计学为基础 ,把汽轮机部件的低周疲劳寿命处理为随机变量 ,对低周疲劳试验数据进行统计分析来确定材料低周疲劳寿命的分布参数 ,使用可靠性理论来确定汽轮机部件的低周疲劳安全寿命。文中给出了低周疲劳寿命服从正态分布和对数正态分布时汽轮机部件低周疲劳安全寿命的计算方法和应用实例。该方法考虑了汽轮机运行参数随机性和材料低周疲劳特性离散性的影响 ,为汽轮机部件低周疲劳寿命的设计。

评估复合材料安全寿命的低成本方法

提出了一种评估复合材料安全寿命的低成本方法，该方法可以综合利用以往积累的经验数据和当前的试验数据预测复合材料的安全寿命。由于它既充分利用了当前的试验数据又利用了以往的经验数据，所以其可利用的信息量要远远大于只能利用当前试验数据的现行方法，从而用本文方法预测复合材料安全寿命比现行方法既节省了大量试件又提高了精度，为解决目前复合材料寿命分散性大，预测安全寿命所需试件个数多、试验周期长、耗资大的问题提供了一种方法。文中还给出了某飞机复合材料在谱载下的安全寿命对比试验结果。

基于非线性动态可靠性的隧洞结构安全寿命评估

针对引滦入津隧洞运行多年后结构腐蚀破坏、衬砌劣化的现象,研究隧洞结构系统的非线性动态可靠性,对结构剩余安全寿命进行评估.运用引滦入津隧洞安全监测系统,对衬砌的混凝土强度和钢筋强度进行检测,建立了适用于隧洞工程的超声回弹综合法专用测强曲线,获取无损检测结果后进行三维有限元数值模拟计算,在充分考虑抗力随时间衰减的基础上,综合结构系统非线性动态可靠性原理和定量安全评估方法,实现对隧洞结构的安全寿命评估与风险控制功能,为工程结构的维护管理与综合整治提供了科学依据.该研究可应用于隧洞结构运行阶段安全维护与风险防控全过程.

基于TVR的腐蚀油气管道失效概率及安全寿命研究

为避免因腐蚀导致油气管道失效,针对因管道特性和腐蚀尺寸的不确定性使得管道剩余强度成为概率模型的特点,建立了腐蚀管道强度损失随机模型;借助可靠性理论,通过分析管道腐蚀进程的时变性特点,将管道系统由损伤积累和抗力衰减导致的剩余强度随机化;提出基于穿越率的腐蚀油气管道失效评定及安全寿命预测方法。研究结果表明:腐蚀速率和运行压力对管道失效概率及安全寿命影响显著,管道尺寸影响适中,而相关系数和拉伸强度影响较小;若腐蚀速率V_a=0.2 mm/a,V_L=10 mm/a或局部腐蚀缺陷半径达到管道壁厚的0.5倍时,建议作为重点风险段监测并检修。所建方法是对腐蚀油气管道运营监控和风险评估的有益补充。

有越出试件的疲劳安全寿命的解析计算

研究了有越出试件的疲劳安全寿命的估算方法，提出了两种新的估算方法，简单易行且有较高的精度．

一种结构件疲劳安全寿命的估算方法

本文采用双参数威布尔分布,利用可靠性系数、置信系数来估算飞机结构件的疲劳安全寿命,物理意义明确,过程简单。估算飞机结构件的疲劳安全寿命,对于飞机的安全使用、维护具有重要的参考价值。

大型集装箱船高强度厚钢甲板安全寿命评估方法

疲劳是船舶与海洋工程结构破坏的主要模式之一。高强度钢的应用使得结构的疲劳问题更加突出。对于采用以高强度厚钢板为甲板的大型集装箱船来说,有必要进行高强度厚钢板的焊接缺陷部位安全寿命评估方法研究。以应力范围的长期分布服从两参数Weibull分布的随机载荷为疲劳载荷,裂纹扩展率采用单一曲线模型预报裂纹在任意时刻的尺寸,结合应力强度因子并参考应力计算方法和失效评估图技术提出一套计算集装箱船高强度钢厚钢板安全寿命评估的方法。通过编制计算程序,对某集装箱船甲板进行安全寿命计算。最后,分析疲劳载荷谱对安全寿命的影响。计算结果表明:载荷回复期的长短和Weibull分布的形状参数的取值都会极大影响结构疲劳安全寿命。

柴油机受热件加速热疲劳试验安全寿命估算

以S195柴油机缸盖为试件 ,运用概率统计理论 ,估算了与加速热疲劳试验结果的可靠度和置信度有关的柴油机受热件加速热疲劳试验的安全使用寿命 ,其结果对于合理地确定缸盖等柴油机受热件的维修期和保养期具有重要的意义。

锂离子电池安全寿命评估和在线健康监测方法

针对电动自行车、电动汽车等产品中锂离子电池爆燃事故严重威胁人民生命财产安全的问题,提出了一种锂离子电池安全寿命评估和在线健康监测方法。安全寿命评估方法既能够对电池的SOH (健康状态)进行小样本可靠性评估,给出电池高置信度、高可靠度下的安全循环寿命和剩余安全循环寿命,确保电池安全可靠运行,又能够对电池进行高精度低成本延寿,在安全可靠的前提下最大限度地挖掘电池的寿命潜力。在线健康监测方法则能够在电动自行车、电动汽车等产品使用过程中,对它们的锂离子电池的SOH进行在线监测,实时掌握电池健康状态。本文方法可推广用于其他蓄电池安全寿命评估和在线健康监测。

基于ANSYS技术的尿素合成塔安全寿命评估

针对国内高压设备的运行状态,为进一步提高尿素高压设备的科学管理水平,最大限度挖掘设备潜力,减少故障损失,提高维修效益,将设备安全寿命评价技术引入尿素高压设备的管理中,建立一套完整的尿素高压设备安全寿命评价体系。结合设备运行的目标期望及现场情况,以乌鲁木齐石化公司化肥厂尿素合成塔为例,运用AN-SYS有限元分析技术,提出尿素合成塔安全寿命的评价流程,给出了尿素合成塔安全寿命的简化计算评价方法和基于有限元的精细计算评价方法。根据该方法可以在不同条件和要求下对尿素高压设备寿命进行估算,并利用尿素合成塔安全寿命评估实例对尿素高压设备安全寿命评估体系进行分析和说明。结果表明,该体系能够根据现场情况合理地对尿素高压设备进行寿命评估。

按双指标方法估计安全寿命时存活率与置信度的匹配

研究了双指标安全寿命估计中名义存活率p、置信水平β、子样容量n和实际存活率γ之间的定量关系，讨论了标准差σ已知和未知两种情况下p，β的合理匹配问题，并给出了匹配曲线。计算结果表明：在β和p的搭配上必须考虑子样容量n的大小；在n较小时，常规的90％、95％置信水平对于高可靠度（p≥0．999999）是不匹配的。给出了新的建议。

民航发动机限寿件安全寿命预测方法

发动机限寿件是发动机安全运行的重要因素,为保证发动机的结构完整性,研究发动机限寿件确定安全寿命的方法。传统的试验方法存在许多漏洞,有必要研究新的定寿方法。对发动机限寿件进行安全分析,对三种确定安全寿命的方法,即试验方法、当量初始裂纹尺寸法和新相关性定寿方法进行介绍和分析比较。对符合新相关性定寿方法的沃克应力初始模型进行研究,给出疲劳试验结果处理的流程图。研究为发动机限寿件安全寿命的预测提供新的思路,同时民航局为编制航空发动机限寿件的适航指南提供参考依据。