基于损伤等效的压裂泵柱塞疲劳载荷谱研究

在页岩气作业中,压裂泵柱塞受到周期性载荷的作业易出现疲劳破坏,而压裂泵柱塞产品开发初期没有疲劳计算所需的实测疲劳载荷谱。针对此问题,根据6000型机械压裂泵的百万冲次试验测试柱塞组件的应变载荷谱,采用一定方法对柱塞的疲劳载荷谱进行等效编谱,评估柱塞疲劳寿命并对柱塞的结构进行优化设计,最后锁定柱塞设计数据。通过分析证明了通过测试与仿真相结合可评估柱塞疲劳耐久性,提升产品质量。为了减少重型件产品设计的验证时间,基于采集的柱塞载荷谱以一定方法获得柱塞疲劳载荷谱。基于等效损伤原理,采用block cycle方法进行柱塞台架试验载荷谱的提取,为后续搭建柱塞台架试验台提供设计依据。

考虑细观脱湿损伤的NEPE推进剂粘弹性本构模型研究

为了描述NEPE(Nitrate Ester Plasticized Polyether Propellant)复合固体推进剂的非线性粘弹性力学行为,基于粘弹性脱湿准则及所建立的粘弹性时间-损伤等效原理,将颗粒脱湿所造成的材料损伤以折算时间的形式引入至线性粘弹性本构关系中,从而建立起可考虑细观颗粒脱湿影响的NEPE复合固体推进剂非线性粘弹性本构模型。通过定制配方NEPE材料在不同温度(-50,-35,-20,0,20,35及50°C)、不同应变水平(5%,10%,15%,20%,25%以及30%)的应力松弛试验及单轴拉伸试验,结合反演技术,获取了本构模型参数。最后利用Matlab软件平台实现了本构模型对于NEPE单轴拉伸力学行为的数值预测,数值计算结果与试验曲线较为吻合,预测数值与试验值差值在15%以内,说明所建本构模型能够较好地描述NEPE推进剂在一定应变率范围内(3.333×10-4~0.1s-1)的粘弹性力学行为,为预测具有复杂细观结构的复合固体推进剂的宏观力学行为提供了一条较为简单便利的实现方式。

特殊情况下高速公路桥梁车辆荷载探讨

针对近年来各省连续发生多起桥梁垮塌事件,重载车辆频繁驶过桥梁的过程容易使桥梁产生各种疲劳问题。结合河北省高速公路在役重点桥梁进行重载车辆荷载谱监测,通过交通量调查,统计分析出现频率较高的车辆模型、车流量的分布、车辆的自身性质(轴距、轴重)等。依据疲劳等效损伤原理,推导出基于实测的5种日常营运重载车辆荷载模型,建立疲劳荷载谱。通过与公路-Ⅰ级汽车荷载作用效应进行对比,得出当跨径小于等于25 m时,应将其汽车荷载提高至1.3倍左右;当跨径大于25 m时,应将其汽车荷载提高至1.2倍左右。