管道裂纹有限元分析与ECA评估研究

油气管道输送介质具有易燃、易爆特性,所面临的危害因素多,运营风险高,特别是管道出现裂纹的危害较大,在疲劳、应力腐蚀的作用下易导致管道破裂失效。本文针对某长输管道内检测中发现的裂纹,基于静裂纹的模拟方法在对含裂纹缺陷管道进行有限元模拟计算方面,具有更高的计算精度和效率,建立了静裂纹管道的有限元模型,采用运动式耦合方法与管道端面进行耦合,获得裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement,CTOD)随应变的变化关系,并使用FAD图(Failure Assessment Diagram)评估方法进行工程失效评估,最终有效评估管道的安全性,该方法的联合使用,对于含裂纹管道的安全性精准评估具有重要意义。

基于CRITIC和云模型的航天标准化师评价方法研究

针对目前航天标准化师评价方法存在的问题,建立了基于CRITIC和云模型的评价模型。首先,采用文献成熟的评价指标构建了航天标准化师评价指标体系;其次,用CRITIC法对专家评分进行处理,并确定了评价指标的权重;然后,建立了云模型评价方法对航天标准化师进行评价;最后,对模型进行了实例分析。结果表明:该模型是一种合理科学的评价优选模型,能够针对航天标准化师的评价工作取得合理和有效的结果。

ECA技术在海洋平台结构延期服役评估中的应用

依据断裂力学理论,按照英标BS 7910规范的要求,通过工程算例对海洋平台低疲劳节点进行极限裂纹尺寸和裂纹扩展分析,验证方法的可行性和有效性。此方法可以优化平台的检测周期,降低平台水下检测费用,为在役导管架平台结构的完整性管理和平台延期服役提供参考。

基于工程临界分析法的相控阵超声检测焊缝缺陷定量研究

本文分析了相控阵超声检测对缺陷定量的特点,介绍了相控阵超声采用工程临界分析法(ECA)对缺陷定量的特殊性。通过多种检测方法对焊缝中预制缺陷进行检测和分析,发现采用工程临界分析法定量不仅能合理地分析评定缺陷,还能保证检测结果一致。得出相控阵超声检测采用工程临界分析法对缺陷定量既科学合理,又准确可靠。

基于全对抗解释结构建模方法的房建施工安全管理CSFs研究

为了研究房建施工安全管理的关键成功因素(Critical Success Factors,CSFs),提升房建工程施工安全管理水平,以房建工程施工项目为基础,综合运用决策试验与实验室评估法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)和全模糊可达对抗解释结构模型(Total Fuzzy Reachable Adversarial Interpretive Structural Model,T FR AISM)方法识别房建施工安全管理体的CSFs,并进一步解析这些CSFs的结构层次,以挖掘影响因素的驱动结构和作用机制。结果表明,安全管理体系完备性、安全资金投入、主体结构标准层安全管理、二次结构安全管理、经济环境、业主的支付能力和合作企业的资源条件是房建工程施工安全管理的关键影响因素。我国房建施工安全管理工作可以通过分析CSFs的特征进一步构建更科学的安全管理体系,以应对以后房建施工工程出现的更复杂的安全问题。

公路养护工程后评价关键指标体系构建研究

为及时、准确、高效的进行公路养护工程后评价,系统分析了5种建筑学评价体系、4种管理学评价体系和1种食品安全学评价体系,在考虑各评价体系全寿命周期思想和生态、经济、技术等要素的基础上,采用食品安全学评价体系危害分析关键控制点法,确定公路养护工程后评价体系关键指标。提出了公路养护工程后评价的关键控制点及关键控制项,确定了公路养护工程后评价体系的6个一级指标(施工组织管理、资金管理、安全防护、路面养护管理、路面通行质量保证、生态环境保护)及17个二级指标。

基于FMECA方法的车用燃料电池发动机风险评估

在新能源汽车燃料电池发动机的产品开发过程中,对燃料电池发动机开展有效的风险评估对产品可靠性提升具有重要作用。今借助于失效模式影响及严重度分析(FMECA)方法对燃料电池发动机进行了风险评估。以某型燃料电池发动机样机为例,建立因素集、因素水平集、模糊因素水平评价矩阵、影响因素权重集等评估流程,利用模糊数学工具将FMECA的评价指标予以量化替代传统定性分析,避免了主观评价方法的随意性。运算得到一级模糊综合评价和综合危害等级,对该发动机9种典型失效模式的严重度评估和排序。分析结果与工程实践有较好的一致性,表明FMECA是一种适合燃料电池发动机可靠性开发过程中的风险评估方法。

基于BS 7910复合管海底管道对接焊缝ECA评估研究

依据英国标准BS 7910对含缺陷复合管海底管道对接接头进行了工程临界评估(ECA)。根据管体与焊缝拉伸试验结果确定评定曲线;按照DNV-OS-F101标准对管道取样,进行焊缝和HAZ的CTOD试验,选取最低值作为评定断裂韧性值;在评定计算中分别考虑了静态应力、循环应力、残余应力和应力集中等影响,给出了在敷设条件下考虑疲劳和不考虑疲劳时表面裂纹的极限尺寸。评估结果较DNV-OS-F101规定尺寸宽松,可见复合管含缺陷焊接接头安全裕度很高,从而为海底管道敷设过程中的焊接缺陷评估和验收提供了经验和依据。

高钢级油气管道ECA评价技术研究现状与展望

近年来,高钢级油气管道环焊缝引发的事故频发,给正常生产秩序和施工进展带来困难。因此,对高钢级油气管道环焊缝进行准确的适用性评价是保障管道安全运行的必要手段。本文通过对比分析基于"合于使用"原则发展来的5种缺陷评定方法,以及以BS 7910为基础的分析缺陷评定方法在管线钢中的相关应用实例,总结了工程临界评估(Engineering critical assessment, ECA)对高钢级管道环焊缝安全使用的作用,并对ECA技术在高钢级油气管道环焊缝评估方面的发展方向做出预测:1)建立高钢级管道的力学性能数据库,编制缺陷评估软件,以简化ECA评估方法;2)克服过渡区域影响、强度不匹配、复杂服役环境韧性变化等问题,得到更合理、更精确的评估结果;3)为管道焊接缺陷AUT检测和RT检测提供验收标准和判断依据,给出不同管材适用于双百双评还是双百单评指导意见和依据,向实际工程应用靠拢。

民航安全复杂系统的关键成功因素识别--基于中国民航近10年安全管理工作的研究

为了探寻民航安全长周期运行的经验,即确定对实现安全运行起着决定性作用的关键因素,首先,收集了中国民航行业发布的航空安全工作报告、政策新闻、具有10 a以上工作经验的专家访谈等资料,运用扎根理论对其进行处理以识别民航安全复杂系统的影响因素。其次,利用提出的二维不确定语言变量(2-Dimension Uncertain Linguistic Variables,2DULVs)分层决策试验与评估实验室(DecisionMaking Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)混合模型计算影响因素的中心度和原因度,以此识别民航安全复杂系统的关键成功因素。最后,将计算结果与传统DEMATEL方法的结果进行对比分析。结果表明,安全投入力度加大、安全意识的转变、安全监管与督导力度的加强、法律法规与管理机制的持续健全完善、科技创新引领智慧安全、安全风险分级管控和隐患排查的双重预防为实现民航安全复杂系统的关键成功因素。与传统DEMATEL方法相比,提出的混合模型有效减少了549次专家决策,识别结果更符合民航实际情况。

基于AHP-CRITIC与TOPSIS的路基下穿高铁桥梁施工工法评价

针对赣南大道下穿赣深高铁桥梁近接桥墩段路基施工优化比选问题,提出了一种基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)-指标相关性权重确定法(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation,CRITIC)和逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)的多因子多方案综合评价方法。首先,基于结构变形、内力变化和经济指标构建了客观可量化的下穿工程综合评价指标体系;其次,基于各评价指标的价值差异问题,提出了AHP-CRITIC综合赋权法,利用最小鉴别信息原理将主、客观权重相结合,充分考虑了下穿工程评价中主观判断的重要作用及评价指标间信息量的对比强度和冲突性;最后,利用TOPSIS法求得多维空间中样本点到理想样本的正、负理想距离,通过计算相对贴进度对下穿施工工法进行定量排序。研究表明,该方法对下穿工程评价的影响因素复杂性和评价标准模糊性具有良好的处理效果,为方案评估优化提供了一条有效途径。

基于智能运维的高速公路交通事故应急救援作业质量评价研究

准确迅速地评价应急救援作业质量对于高质量开展高速公路交通事故应急救援作业至关重要。基于运维作业动态记录,从事故量、事故影响、作业效果和道路属性4个方面构建应急作业质量快速评价体系,采用CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)法客观赋权结合VIKOR(VIseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje)法构建评价算法,以Moran's I分析的指标空间分布特征结合作业部门兴趣点(Point of Interest,POI)数据与路网信息分析应急救援作业的服务可达性与效果的可视化情况。结果表明:指标具有空间相关性,其中事故占道时长及事故处置时长呈显著的空间集聚现象;多数地区可实现1 h全覆盖,其中以珠三角地区最优。研究方法可为提升应急救援作业质量和作业队伍选址提供依据。

长输油气管道环焊缝工程临界评估技术的应用现状及探讨

环焊缝是长输油气管道的薄弱环节,其失效主要是由缺陷与载荷共同作用引起的开裂。利用基于“合于使用”原则(Fitness-for-service,FFS)的工程临界评估(Engineering Critical Assessment,ECA)技术来评估焊缝中的各种缺陷,可以在确保管道安全运行的同时,降低返修率与运行成本。介绍了现行的环焊缝缺陷评估规范,其中基于塑性破坏和断裂双判据的失效评估图法(Failure Assessment Diagram,FAD)是目前ECA中应用最广泛的方法。并以BS:7910标准为例分析了基于环焊缝断裂行为的ECA技术,并探讨了ECA技术在长输油气管道环焊缝缺陷评估中可能存在的问题,包括载荷应力参数的确定、缺陷的精确识别和环焊缝性能指标的表征等。

黄土边坡防护工程碳排放评价体系与模型构建

近年来,边坡防护工程因产生大量的温室气体备受社会各界关注,但关于黄土边坡防护工程碳排放的相关研究鲜有报道。基于生命周期评价理论,将黄土边坡防护工程分为生产阶段、运输阶段、施工阶段与维护管理四个主要阶段,建立黄土边坡防护工程的碳排放评价体系;采用碳排放系数法对各阶段评价指标的碳排放量进行计算,使用CRITIC法对指标进行权重分析,考虑绿色植被的固碳能力,构建黄土边坡防护工程的碳排放评价模型。以具体工程为例,采用该模型对不同方案的碳排放量进行评价,结果表明:柔性支护新技术总碳排放量远小于传统支护技术,能率先达到零排放,节能减排优势明显。可为边坡防护柔性新技术的推广提供理论依据。

内燃机余热有机朗肯循环工质筛选研究

汽车发动机余热资源品位高、回收潜力大,适合使用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)进行回收利用。本文中针对内燃机余热有机朗肯循环的特点提出工质筛选条件,并根据实际系统的性能和成本分析,提出以总净功量、热效率和膨胀机的膨胀比与尺寸参数等为评价指标的系统评价方法,对筛选出的备选工质进行评价。结果表明,工质的表现主要与临界温度和分子复杂度有关,ORC系统的性能与工质的临界温度呈正相关,系统成本则与工质的分子复杂度呈正相关。因此,临界温度较高而分子复杂度偏低的工质R1233zd(E)是7种备选工质中的最佳选择。

大跨悬索桥箱形钢桁架梁的综合疲劳评定方法研究

根据大跨桥梁钢箱梁各类构件的受力特点建立了确定钢箱梁关键疲劳构件的评价模型,提出了基于结构有限元分析、应变监测信息、构件分级系统和桥梁结构人工检测等多方面信息综合评定关键疲劳构件的方法。以某大跨悬索桥钢箱梁结构为例,结合结构有限元数值计算和结构健康监测系统确定的关键钢箱梁截面,针对关键截面上的主要构件分布,利用应变传感器输出信息、结构有限元分析得到的应力分布信息、人工检测信息和桥梁主要构件的危险等级和易损等级信息,结合层次分析法和模糊综合评判理论确定了影响钢桥构件疲劳评定的各因素的权重,用综合隶属度评分法进行关键疲劳构件的等级评定。

平行钢丝吊索强度安全性分析与评估

评估不同断丝数目时吊索的安全性能。在对某大跨径钢管混凝土拱桥三维有限元实体模型仿真分析的基础上,以拉索在恒载及汽车活载作用下的拉力安全系数为拉索失效判据,建立拉索失效功能函数。确定拉索失效功能函数中各参数的概率分布,采用Matlab计算软件生成各参数的随机样本,进而通过编程实现功能函数的计算机求解。采用Monte-Carlo法(蒙特卡洛法)评估吊索在不同损伤程度时的强度安全概率,计算各工况下吊索强度可靠性指标值并推导出吊索失效的临界断丝数。结果表明,吊索失效概率随断丝数的增加而急剧增大,吊索强度安全可靠性指标值随断丝数的增加近似呈线性衰减趋势。确定吊索失效的临界断丝数对吊索宏观检查和评估具有较大的工程实用价值。

水稳碎石基层取芯临界强度与整体性质量评价时机

为了确定水稳碎石基层合理的整体性质量评价时机,消除养生条件、级配类型和设计强度(水泥剂量)的影响,弥补采用固定龄期法则评价施工质量的局限性,采用振动成型方法成型3种类型级配、3种水泥剂量的大型试件,并采用3种养生路径养生后进行钻芯和劈裂强度试验,建立成熟度与劈裂强度的关系.结果表明:水泥剂量(质量分数)对取出完整芯样的龄期有很大的影响,5.5%水泥剂量的试样,3种级配在7 d龄期均能取出完整的芯样,而水泥剂量为4.5%时,悬浮-密实级配在14 d才能取出完整芯样,当水泥剂量为3.5%时,3种级配类型的水泥稳定碎石均不能在7 d取出完整致密芯样;级配越趋于悬浮-密实,芯样侧壁越不致密,悬浮-密实级配水泥剂量必须达到5.5%以上,才能在7 d龄期取出致密芯样,否则需增加养生龄期;水泥稳定碎石能否取出完整致密芯样与其劈裂强度密切相关,当劈裂强度达到取芯临界劈裂强度时,则能取出完整致密芯样;不同养生路径下的水稳碎石劈裂强度与成熟度曲线有较好的双曲线关系.基于取芯临界劈裂强度及劈裂强度与成熟度的关系曲线,提出了取芯临界成熟度标准.采用取芯临界成熟度科学地确定水泥稳定碎石基层的整体性评价时机是可行的.

城市快速路行人过街设施设置条件分析方法研究

考虑快速路主辅隔离带上设置公共交通站点时,站点乘降客流的过街行为对辅路机动车流的影响,构建了快速路过街设施设置条件的分析方法.首先,从辅路行人-机动车冲突点时空分离的角度,分析快速路过街设施的类型;其次,基于行人过街和车流消散理论,分析辅路无信号控制和有信号控制人行横道的通行能力,构建辅路无信号控制、有信号控制和立体过街设施设置条件的临界点计算模型,对主路立体过街设施引脚不同位置的辅路交通流进行分析,最终提出快速路行人过街设施的设置条件及其评价指标.并通过实例分析验证其有效性和实用性.

基于组合模型的船用齿轮箱系统故障评估方法研究

为了对船用齿轮箱系统故障进行安全评估,实现对船用齿轮箱系统的维护与管理,提出了一种基于组合赋权和多属性边界逼近区域比较法的船用齿轮箱系统故障评估模型。首先,对现有船用齿轮箱系统故障的影响因素进行梳理、提炼、归纳和总结,并构建船用齿轮箱系统故障的评价指标体系;然后,利用最优最劣法确定各评价指标的主观权重,利用指标相关性的指标权重确定方法获取各评价指标的客观权重;最后,依据最小二乘法计算各评价指标的组合权重,并基于多属性边界逼近区域比较法计算各方案的综合评价值。研究表明,该模型可以有效实现船用齿轮箱系统故障的安全评估。该模型的提出可以为现实生活中船用齿轮箱系统故障评估问题提供决策参考,弥补了现有评价方法的不足。