钢制内压容器安全系数与试验压力系数研究

考虑钢制内压容器初始静强度和载荷的不确定性,应用信息熵理论,对容器安全系数、试验压力系数与可靠指标的关系进行探索.研究表明:1)钢制薄壁内压圆筒屈服安全系数应不小于1.50,抗拉安全系数应不小于1.90;钢制薄壁内压球形容器屈服安全系数应不小于1.40,抗拉安全系数应不小于2.15;扁平绕带式容器屈服安全系数应不小于1...     

压力容器概率安全评定的可靠指标研究

应用信息熵理论,在最苛刻压力试验和正常操作时,分析了4种结构压力容器的初始屈服与爆破强度的可靠度系数.基于屈服、爆破和断裂3种失效准则,从等可靠度的观点,确定了压力容器的可靠指标:1)钢制薄壁圆筒、薄壁球形容器和扁平绕带容器初始屈服强度的可靠指标,在气压试验与液压试验分别为1.920与0.815,在正常操作时为3.18...     

钢制薄壁圆筒外压试验压力的研究

基于随机-模糊概率模型,定量分析了钢制薄壁圆筒临界失稳强度的模糊可靠度、稳定系数与外压试验压力系数之间的关系。研究表明：1）如果要求钢制薄壁圆筒临界失稳强度的模糊可靠度范围,在外压气压试验、液压试验和正常操作时分别为0．9997091～0．9999992822,0．998411～0．9991836与0．9999992822～0．99999999864,可取常规稳定系数不小于2．60,外压试验压力系数的取值范围在气压试验时应不小于1．08但不大于1．16,在液压试验时应不小于1．08但不大于1．61;2）采用55组试验数据验证了文中方法的合理性。     

断裂力学在爆破大型废钢铁上的应用

用断裂力学理论研究了大型废钢铁的爆破过程和参数设计。采用具有多个半椭圆表面裂纹的内压圆筒模型进行了分析；说明爆破时钢铁材料的动态断裂韧度值低于对应的静态值的理由；强调了动态应力强度因子作用时间对裂纹扩展的重要性。     

压力容器应力测定中的综合误差分析

通过对钢制受内压球形封头和圆筒形容顺的应变测量,分析了测试过程中可能产生的误差及其原因,总结出切实可行的误差计算公式,此公式为更好地对误差分析提供了方便。     

拉压异性材料厚壁圆筒的最佳自增强分析

本文运用莫尔屈服准则对承受内压的拉压屈服强度不同材料的厚壁圆筒进行了自增强分析,得到了依赖于材料拉压比的厚壁圆筒的最佳弹塑性界面半径、最佳自增强内压。并分析了自增强对高压容器承载能力的影响。     

基于三剪统一强度准则的厚壁圆筒极限承压分析

基于三剪统一强度准则分析了长厚壁圆筒的极限承压问题,得到了一个新的统一解形式,以往基于Mohr-Coulomb强度准则、Tresca屈服准则和Von Mises屈服准则的解均为其特例.分析表明,厚壁圆筒材料的拉压屈服极限比a和强度准则的中间主应力效应参数对其承压极限均有影响.弹性极限内压和塑性极限内压均随b增大而增大,随a增大而减小;弹性极限外压和塑性极限外压则与之相反.     

冷旋压加工减薄量对椭圆封头强度的影响

应用有限元方法 ,分析椭圆封头壁厚在冲压成型和旋压成型过程中产生的加工减薄对封头强度的影响 ,得出实际使用中旋压成型近似椭圆封头的强度远不及冲压成型的标准椭圆封头 ,2种封头无法等效替代     

基于统一强度理论的拉压异性材料厚壁圆筒的自增强分析

运用统一强度理论对承受内压的拉压屈服强度不同材料的厚壁圆筒进行了自增强分析,得到了适用于多种材料的厚壁圆筒弹性区与塑性区中的应力分布,残余应力分布及合成应力分布的统一解析式,分析得出了最佳弹塑性半径和最佳自增强内压的统一解析解     

圆中空夹层钢管混凝土短柱的承载力

针对圆中空夹层钢管混凝土轴压短柱的极限承载力,应用薄壁圆筒的统一强度理论极限解,考虑内圆与外圆中空夹层钢管混凝土的内外钢管薄壁效应,提出了计算公式,与文献资料的试验结果做了比较.同时分析了钢管的径厚比、拉压强度比以及中间主应力对圆中空夹层钢管混凝土柱承载力的影响规律.结果表明:把内外钢管看成薄壁圆筒,推导的极限承载力计算公式的计算值与试验值误差小;极限承载力随着径厚比及拉压强度比的增大而减小,随中间主应力的增大而增大.     

拼装式轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算方法

为了掌握拼装式轻钢结构活动房的受力性能,解决活动房安全性问题,提出一种拼装式轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算方法。分析了拼装式轻钢结构活动房墙体中轻钢龙骨、连接件的弹性模量、屈服点等力学性能;在此基础上建立有限元模型。给出计算假设,分析了美国计算标准。在拼装式轻钢结构活动房墙体处于弯曲屈曲破坏模式的情况下,依据欧拉方程获取额定屈曲应力。在拼装式轻钢结构活动房墙体处于弯扭屈曲破坏模式的情况下,依据美国计算标准计算额定屈服应力。拼装式轻钢结构活动房墙体处于受压强度破坏模式下,依次分析轻钢龙骨和轻钢墙板先出现强度破坏时墙体竖向荷载受力计算结果,得出不同破坏模式下墙体竖向荷载受力计算理论值。将轻型薄壁中空方管、V型连接件以及蒙皮组成拼装式轻钢结构活动房墙体作为试件,利用集中加载模拟竖向荷载,得到受力结果的实验值。计算不同试件轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算结果,将实验值和理论值相比。结果表明:所提方法得到的理论值和实验值相比略低;但整体看来和实验值相差不大,符合实际应用。可见所提方法计算结果可靠。     

用GM屈服准则解析薄壁筒和球壳的极限载荷

首次将GM(几何中线)屈服准则应用于内压薄壁圆筒和球壳的塑性极限分析,获得了解析解.薄壁筒和球壳极限载荷均为壁厚、内径及材料屈服极限的函数.屈服极限越高、壁厚越大,内径越小,极限载荷越大.与Mises准则、双剪应力准则(TSS)和Tresca准则相比,GM准则解居于TSS和Tresca解之间且靠近Mises解,恰好对应误差三角形中线.按GM准则计算的极限载荷随厚径比的增加而线性增加.     

金属型材线型聚能爆炸切割试验与数值模拟研究

对于金属结构物的线型聚能切割爆破,主要是利用线型聚能切割器切割金属型材。通过试验研究了线型聚能切割器对不同厚度钢板、角钢、槽钢和工字钢的切割能力,探讨了切割器设置问题,分析了起爆点对聚能切割器切割能力的影响问题。研究发现线型聚能切割爆破装药量仅为外部药包爆破的几分之一至几十分之一;聚能切割装药可根据炸断线的要求,可以方便地加工成所要求的形状且能够实现理想的切割断面和理想的切口方向,但是起爆点位置对切割效果的影响较大。论文的结论对于切割器选型和爆破方案的设计具有指导意义。     

双层钢板混凝土复合井壁设计计算方法研究

通过对双层钢板混凝土复合井壁结构受力分析指出,由于内、外钢板筒的约束作用,中间混凝土层完全处于三轴受压应力状态,混凝土抗压强度得到了较大程度地提高。根据现行混凝土结构设计规范关于多轴应力状态下混凝土强度验算的相关规定,提出了双层钢板混凝土复合井壁设计计算新方法,并得到了模型试验的验证,通过实例计算结果表明,采用这一新方法设计的井壁结构不但安全可靠,而且还可大大降低井壁混凝土的设计强度等级或减薄井壁厚度,解决了特厚表土层钻井井壁结构的设计计算难题。目前,该方法已应用于工程实际的井壁结构设计中。     

钢管包钢纤维混凝土短柱轴心受压的弹塑性理论分析

运用弹塑性理论 ,对钢管包钢纤维混凝土短柱轴心受压的受力状态、屈服准则、应力与应变计算和力学特性等进行了理论分析。运用米塞斯屈服准则 ,并考虑到单向纵压屈服和单向环拉屈服的边界条件下 ,提出了钢管包钢纤维混凝土轴压短柱 ,在钢管纵压与环拉作用时的承载力计算公式     

近似展开方法对椭圆形封头强度影响的研究

椭圆形封头表面属不可展曲面，在加工制造时需将封头曲面等分，每一份都用可展曲面近似代替的方法进行展开、下料、弯卷，最后焊接成椭圆形封头。显然，实际制造出来的椭圆形封头形状与其理论形状之间有一定的误差，对承受中低压力的椭圆形封头，可由微体平衡方程和区域平衡方程算得设计壁厚。由于计算的依据是椭球面的理论形状，所以得到的壁厚比近似展开曲面对应的壁厚要薄。分析近似展开方法对壁厚计算的影响，得出理论计算壁厚的补偿量，避免以增加安全系数加大壁厚的盲目性，也为各种近似展开方法的合理性判断提供了理论依据。     

方形设肋薄壁钢管轻质混凝土短柱轴压承载性能的有限元分析

本文采用ABAQUS有限元程序,对冷弯薄壁方钢管轻质混凝土短柱进行非线性有限元分析,计算和分析了冷弯薄壁方形钢管轻质混凝土短柱轴压时的荷载-位移全过程关系曲线。研究表明,设加劲肋能有效改善冷弯薄壁方钢管轻质混凝土短柱的承载能力。同时,研究了设肋方式、钢材强度、混凝土强度和钢管厚度对冷弯薄壁方钢管轻质混凝土短柱承载性能的影响。     

含共线等长双裂纹损伤钢构件的力学试验及分析

在实际工程中,钢构件在同一条直线上的多条裂纹共线排列现象,既是一种较为常见的形式,也是最具有危险性的形式。这种共线裂纹可能导致钢构件发生脆性破坏,所以有必要深入研究共线裂纹对钢构件力学性能的影响。以含共线等长双裂纹损伤钢构件为研究对象,展开了单轴拉伸试验,研究了相对裂纹长度和相对裂纹间距对钢构件的断后伸长率、屈服强度和剩余极限强度的影响规律,且在此基础上提出了含共线等长双裂纹损伤钢构件的剩余极限强度计算公式。通过与试验值进行对比分析,本文所提出的剩余极限强度计算公式的相对误差小于1%,验证了本文所提出公式的有效性和准确性。针对含多裂纹损伤钢构件的安全评估,本文提出的剩余极限强度计算公式,在一定程度上弥补了该领域的空白,为其剩余极限强度分析研究提供了一种行之有效的方法,对含多裂纹损伤钢构件后期的预防和修复等具有一定的理论价值和现实意义。     

基于二阶矩法的内压圆柱壳可靠性设计

利用二阶矩法推导出内压圆柱壳基于弹性失效设计准则的中径公式、Mises公式和全塑性失效设计准则的Mises公式的可靠性系数的表达式,然后将其应用于一算例当中,比较内压圆柱壳的常规设计与可靠性设计.结果表明:利用同一失效准则的同一强度理论,内压圆柱壳的可靠性设计要比常规设计经济,且厚壁柱壳的经济性越发明显.基于二阶矩法的内压柱壳的可靠性设计准则的选择为:当计算压力较低时,选择基于中径公式推导出的可靠性系数表达式;当计算压力较高时,选择基于全塑性失效设计准则的Mises公式推导出的可靠性系数表达式.     

焊接钢吊车梁上部区域疲劳问题的研究

通过试验分析,研究了钢吊车梁在滚动吊车轮压作用下腹板上部区域的局部扭转应力、局部挤压应力、最大剪应力等的变化规律,提出了相应的计算公式。根据实际冶金厂房中钢吊车梁破坏的现场资料,验证了水平的最大剪应力循环是导致吊车梁上部区域早期疲劳破坏的主要原因,提出了重级工作制钢吊车梁上部区域疲劳强度的验算公式。