利用Abaqus的含氢鼓包缺陷液化气罐安全分析

针对含氢鼓包缺陷液化气罐的安全运行问题,提出了一种基于J积分的安全分析方法.首先利用外观、磁粉和超声检测等手段确定液化气罐氢鼓包的位置和形貌;然后利用有限元法软件Abaqus对缺陷进行模拟分析,得到缺陷处的应力分布,并分别采用直接法(JA)和应力强度因子法(JK)计算裂纹尖端的J积分值;最后利用直接法得到的J积分结果对该液化气罐进行安全分析.结果表明:氢鼓包内压力为5MPa时,用JK计算的J积分值比用JA计算的大1.55倍;在氢鼓包内压力为3MPa和1MPa时,用JK计算的J积分值比用JA计算的大0.10倍.可见,如果用JK进行安全性评价,会过高估计裂纹的扩展;如果利用JA进行安全评估,当氢鼓包内压力增加到3MPa时裂纹很有可能会继续扩展,应进行监控或及时对氢鼓包缺陷进行处理.     

一种包含非理想维修的延迟时间模型

针对延迟时间模型没有考虑维修效果对故障过程的影响的问题,根据比例役龄消减模型的假设,提出一种包含非理想维修的延迟时间模型.首先假设检测维修的效果是非理想的,而故障维修是理想的,非理想维修效果会影响下一个维修过程中的缺陷及故障的瞬时发生率.基于该假设,提出无限使用期限下平均单位时间费用模型,并利用数值模拟方法获得单位时间费用的特性.研究结果表明:非理想维修效果会增大无限使用期限下平均单位时间费用;当检测维修效果接近理想维修时,存在一个最优检测周期使得平均费用最小,当提高因子减小时,该最优周期不存在.     

焊接热循环非线性温度场分析及热模拟研究

为了更好地研究材料的损伤行为,对焊接接头温度场进行了非线性分析和模拟。利用有限元方法,对焊接接头的非线性热传导问题进行分析,得到了焊接热循环曲线。非线性数值分析表明,焊接保温时间缩短,温度场梯度增大,焊接热循环过程温度变化剧烈,在金属相变温度附近采用经典线性方法其结果偏差较大,因此必须考虑材料热传导参数的非线性特征。由于焊接热模拟试样的组织均匀度大,因此可以考虑使用焊接热模拟试样代替实际焊接接头进行材料的力学性能研究。焊接热模拟实验和实际焊接过程的金相分析表明,所提出的非线性有限元分析方法,对焊接热循环过程时间和空间分布的描述是可靠的。     

玻璃纤维增强酚醛基摩擦材料摩擦磨损性能研究

以丁氰橡胶改性酚醛树脂为基体,以经过表面处理的玻璃纤维的增强材料,研制出新型无石棉摩擦材料,其各项性能均达到汽车制动器衬片ＧＢ５７６３－８６的规定,可作为目前常用石棉摩擦材料的更新换代产品。     

重整加热炉模糊故障树分析研究

应用模糊故障树分析方法研究了连续催化重整装置中三合一组合式加热炉的可靠性.以重整加热炉工艺失常为顶事件,建立故障树,采用上行法定性分析找出该故障树的31个最小割集.引入模糊集理论中的模糊数概念,采用尖型L-R模糊数描述故障树中各底事件的发生概率.按照模糊逻辑门的运算法则定量计算故障树各中间事件及顶事件的发生概率区间.在各中间事件中,炉管故障的发生概率最高,且辐射室炉管故障明显高于对流室,从而确定出辐射室炉管为加热炉的薄弱环节.研究结果表明:对于很难或无法获得底事件发生概率准确值的石油化工设备而言,模糊故障树是一种有效实用的可靠性分析方法,与传统的故障树方法相比,计算得出的结果更加科学合理,更接近工程实际.     

16MnR压力容器用钢断裂韧性的概率模型

以裂纹张开位移为断裂参数，研究了１６ＭｎＲ压力容器用钢断裂韧性的统计分布特性。将焊接接头部位划分为母材、焊缝和热影响区３个独立区域，分别测量３个区的裂纹张开位移，得到位态分布、对数正态发布及两数威尔分布的３种概率密度函工用柯尔莫哥洛夫－斯米尔诺夫方法检测了参数的适用性。     

原位接枝剑麻纤维增强聚丙烯复合材料研究

用硝酸铈铵作引发剂,将甲基丙烯酸甲酯(MMA)原位接枝到剑麻纤维(SF)的表面,考察了引发剂浓度和MMA/SF质量比对接枝率的影响。用注塑成型工艺制备了剑麻纤维/聚丙烯(PP)复合材料及MMA接枝SF/PP复合材料,研究了剑麻长度、含量、接枝率以及不同预处理对复合材料力学性能的影响,对长度10mm的剑麻纤维,其接枝率为31.5%时,5wt%的剑麻掺量下试样的抗拉强度可达31.1MPa,对应断裂伸长率为19.3%.     

德士古煤气化工艺及装置的长周期安全运行分析

针对德士古煤气化系统运行周期短的问题,提出了危险与可操作性分析(HAZOP)方法,依据拟定的引导词,选取6个分析节点,得到煤气化系统可能的故障原因及失效后果.与传统安全分析方法相比,所提方法的优势在于:将HAZOP与失效模式、效应和危害度分析(FMECA)方法结合起来,建立了工艺与设备相结合的综合分析方法.应用该方法,对煤气化操作工艺失常状态及设备的长周期运行可靠性进行了深入分析,确定了引起煤气化装置非正常运行状态的关键因素和设备故障的危害度.研究表明,气化炉(燃烧室、激冷室)是整个系统易发生故障的薄弱环节.     

常压塔塔顶冷凝系统铵盐腐蚀及控制

以常压塔顶冷凝系统为研究对象,利用Aspen Plus对塔顶系统油气进行热力学模拟,预测系统的NH_4Cl结盐点和潮解点,判断NH_4Cl腐蚀发生的条件。采用Aspen Plus计算NH_4Cl饱和溶液的蒸汽压,通过文献数据对计算结果进行修正,推导NH_4Cl的潮解相对湿度(fDRH)与温度(T)的关系。结果表明:fDRH与T呈线性关系,即fDRH=-0.200 07T+82.708;预测塔顶冷凝系统的关键温度点,盐点116℃,潮解点104℃,水露点96℃;塔顶系统116~104℃区域是铵盐沉积的敏感区域,104~96℃区域是发生铵盐垢下腐蚀的敏感区域;NH3的质量浓度高于5 mg/L时系统存在NH_4Cl结盐潮解风险;控制系统的HCl和氨气分压能降低NH_4Cl盐引起的事故率。     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料的研究

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过单向缠绕成型工艺,制备出具有良好力学性能的单向复合材料板．研究了复合材料的成型工艺及配方组成对单向复合材料力学性能的影响,结果表明：采用成型工艺方法和配方组成的复合材料的拉伸强度为１１４ＧＰａ、弯曲强度为２７８ＭＰａ、冲击强度为３４７ＭＰａ;同时利用扫描电镜对复合材料的界面进行了分析．