基于Weibull分布的恒加载试验置信样本量的可靠性优化设计

为实现长寿命、高可靠度产品在正常应力水平时可靠性地快速评估,建立Arrhenius—Weibull可靠性统计模型,假定试验各应力水平下Weibull分布型产品的失效机理保持一致,且特征寿命与试验应力水平间满足对数线性加速寿命试验模型。以产品在正常试验应力水平下中位寿命估计值的方差最小为优化目标,以试验应力水平数和大小,试样分配比例以及试验各应力水平下的截尾时间为设计变量,提出了Weibull分布定时截尾恒加载试验可靠性优化方案。获得了用于构造模型参数渐进置信区间的Fisher信息矩阵。算例分析表明:恒加载试验可靠性优化方案具有可行性。

铰接约束圆孔蜂窝组合梁抗火性能试验研究与数值模拟

为研究铰接约束圆孔蜂窝组合梁的抗火性能,对圆孔蜂窝组合梁进行恒载升温试验和数值模拟分析,研究圆孔蜂窝组合梁在火灾全过程的温度分布、位移变化、破坏形态和耐火极限。结果表明:圆孔蜂窝组合梁孔间腹板和孔边腹板的温度变化基本一致;停止升温后,圆孔蜂窝组合梁经历收缩反拱、挠曲回落和变形恢复三个阶段;圆孔蜂窝组合梁板端形成明显的斜裂缝,且板端斜裂缝在升温阶段和降温阶段发展方向相反,板面纵向裂缝在降温阶段进一步形成、延伸和扩展;蜂窝钢梁端部腹板和下翼缘形成明显的局部屈曲,且下翼缘局部屈曲主要位于梁端第一开孔处;铰接约束圆孔蜂窝组合梁耐火极限时间为78min;数值模拟结果和试验结果吻合良好。

厚壁TP347钢管焊接接头再热裂纹敏感性试验研究

随着石油化工加氢系列装置大型化,用于装置高温高压部位的厚壁TP347钢管焊接接头在热处理后,以及管道使用一段时间后,焊接接头出现再热裂纹的问题比较突出。目前缺乏对高温下厚壁TP347焊接接头残余应力松弛、材料演化损伤等方面的深入研究。针对以上问题,开展了厚壁TP347钢管焊接接头900℃高温恒载试验和750~900℃温度区间高温慢拉伸试验。结果表明:厚壁TP347钢管焊接接头在900℃时的再热裂纹临界断裂应力为24 MPa,该应力已远低于80%母材高温屈服强度,说明该温度下焊接接头具有较高的再热裂纹敏感性;高温慢拉伸试验结果表明:850~900℃区间焊接接头具有较高再热裂纹敏感性,750~800℃焊接接头稍微具有再热裂纹敏感性,随着温度升高,再热裂纹敏感性增大。采用光学金相、扫描电镜以及能谱分析等微观方法进行研究分析,发现厚壁TP347钢管焊接接头具有较高再热裂纹敏感性,这是因为高温加速了Cr, Nb, Mn, Si等元素向晶界扩散,晶界聚集析出大量的碳化物,降低了晶界的塑性。因厚壁管道具有较大的焊接残余应力,高温下,在应力作用下晶界产生孔洞,孔洞合并导致了裂纹沿着晶界扩展。