基于自适应神经模糊系统模型的锅炉汽包应力在线计算与监测

汽包寿命的在线监测是关系到自然循环锅炉运行安全与经济性的重要课题 .实现寿命监测的关键是寻找适合在线计算的应力模型 .针对建立模型的需要 ,制订了假想工况变动过程 ,并以此作为边界条件对锅炉汽包的温度、应力状况进行了三维有限元计算 .采用自适应神经模糊系统( ANFIS)再现有限元数值计算结果 ,从而建立了新的应力模型 .在所建模型的基础上对原有电站锅炉汽包应力监测系统的测点布置做出了相应的调整 .改进后的方法不仅提高了运算速度 ,减少了测点数量 ,而且继承了数值计算的精度 .由于数值计算的引入 ,克服了现场实验方法难以获得大样本数量的缺陷 ,并有利于进行事故状态的模拟 .     

基于有限元方法的锅炉汽包应力在线监测程序的研究

为了监测汽包下降管接头处的应力，利用当量管接头模型，将汽包下降管接头的三维结构简化为二维结构，用有限元方法编制了汽包应力分布的在线监测程序，并在电站仿真机中进行了应用．针对电站仿真机与实际参比机组在系统及显示参数方面相一致的特点，利用仿真机的运行参数对汽包在锅炉热态启动过程中应力随时间的变化和应力分布进行了仿真研究．结果表明，该程序可以实现汽包应力在线监测的功能，并能满足工程需要．为了减小汽包寿命的损耗，建议在锅炉启动过程中合理地投入燃料量，以控制汽包的升温速度，尽可能减小汽包的热应力；在运行中应尽可能维持压力的稳定，以减小汽包机械应力的变化．     

锅炉汽包管接头组合结构的温度分布二维有限元分析

用有限元方法对锅炉汽包和下降管组合结构的温度分布进行了计算，计算时考虑了锅炉启停过程中汽水间放热系数不同所引起汽包上下壁温差，以及下降管接头的存在对汽包筒体温度分布的影响，为正确计算锅炉汽包的热应力及其低周疲劳寿命提供了依据。     

调峰机组锅炉汽包温度场解析

通过理论求解，得出锅炉调峰运行时汽包金属壁内温度场的解析表达式，计算了内壁为第一类和第三类边界条件时汽包壁的径向温差，并将不同调峰运行工况下理论解和近似解的计算结果进行对比，得出调峰机组寿命监测系统中汽包温度场的建模原则。     

调峰机组锅炉泡包温度场解析

通过理论求解，得出锅炉调峰运行时汽包金属壁内温度场的解析表达式。计算了内壁为第一类和第三类边界条件时汽包壁的径向温差，并将不同调峰运行工况下理论解和近似解的计算结果进行对比，得出调峰机组寿命监测系统中汽包温度场的建模原则。     

电站锅炉壁温安全监测系统研究

借助于过程仿真和热力系统建模技术,建立了一套锅炉高温受热面金属壁温在线监测与寿命预测系统．该系统以一体化过程模型开发平台（IMMS）为基础,通过高温受热面热力计算模型、金属壁温计算模型和管道寿命计算模型,利用火电厂现有的DCS、SIS及MIS等信息系统采集的机组运行数据,在线计算受热面管壁温度和寿命．应用结果表明,该系统可有效减少受热面超温爆管次数,保证锅炉安全、经济运行．     

基于大数据的大跨悬索桥钢箱梁疲劳寿命分析

为有效利用桥梁监测系统积累的大量数据进行桥梁性能分析,首先,以西堠门大桥为研究对象,建立多尺度非线性有限元模型,并探讨了利用监测系统所获得的风速、温度、车辆及位移等多类监测数据对所建模型的可靠性进行验证的方法;然后,基于WIM系统采集的海量车辆信息数据,通过统计分析确定了6类疲劳标准车,将其施加到多尺度有限元模型,获得了钢箱梁焊接细节的应力响应,结合Palmgren-Miner线性累积损伤理论,计算钢箱梁构造细节疲劳寿命的理论值,并采用滤波、去噪等大数据分析方法对应力监测数据进行分析,基于实测数据计算钢箱梁焊接细节疲劳寿命,以确定理论疲劳寿命的修正系数;最后,根据修正后的理论疲劳寿命,将钢箱梁横向不同位置的构造细节划分为4个疲劳等级.文中研究为获取未布置传感器的构造细节疲劳寿命提供了新的思路,可指导大跨桥梁钢箱梁的日常养护管理工作.     

金属材料循环加载本构关系有限元模型的二次开发

金属材料多轴循环本构关系与加载路径强烈相关,只有建立路径相关的金属弹塑性本构关系模型,才能对复杂的多轴循环载荷下的机械零部件进行准确的应力应变分析和疲劳寿命预测。基于增量理论,建立金属材料弹塑性本构关系的有限元模型,并利用Ansys有限元软件下的UPFs对Ansys单元本构关系进行了二次开发。最后对二次开发的单元本构关系模型与Ansys自身材料库模型进行了算例对比,开发的单元本构关系模型计算结果准确可靠,可以进行金属材料循环加载下的应力应变分析。     

锅炉汽包水位自整定模糊PID控制

锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统.在建立锅炉汽包水位调节系统的基础上,运用自整定模糊PID控制对汽包水位进行控制.并对控制器的设计进行仿真分析,结果表明自整定模糊PID控制改善了汽包水位控制系统的静、动态特性,从而实现了对锅炉汽包水位的最佳实时控制.     

CFRP加固裂纹钢板的疲劳寿命及加固参数研究

钢结构在运行一段时间后,其母材或焊缝附近易产生裂纹,因此需要对裂纹进行修复以延长使用寿命.文中研究了碳纤维增强复合材料(CFRP)加固裂纹钢板的疲劳寿命及加固参数.首先采用粘结力理论,建立CFRP加固裂纹钢板的有限元模型,计算得到裂纹尖端的应力强度因子;然后进行4组对比疲劳试验,利用试验数据和Paris公式计算材料常数C和n,将计算的应力强度因子代入Paris公式预测试件的疲劳寿命;最后利用有限元模型对CFRP加固的刚度、长度、宽度等加固参数进行了研究.结果表明:根据有限元模型计算的应力强度因子幅和Paris公式可以准确预测CFRP加固裂纹钢板的疲劳寿命;CFRP加固可以减小裂纹尖端的应力强度因子,有效提高裂纹钢板的疲劳寿命.     

风电增速箱输出级齿轮副疲劳寿命有限元分析

建立了风电增速箱输出级斜齿轮副的三维接触有限元模型,计算了静载荷作用下齿轮副的应力应变;基于齿轮材料的疲劳试验常数,计算了材料的近似S-N曲线;对风电增速箱真实载荷谱20种工况的载荷历程进行雨流计数,得到载荷循环数、均值与幅值的关系。在FE-SAFE软件中,对斜齿轮副接触模型进行疲劳寿命分析,研究了载荷、表面粗糙度、残余应力以及轮齿修形量对齿轮副疲劳寿命的影响规律。结果表明,齿轮副应力集中处有少数低寿命点,齿轮副寿命随载荷及齿面粗糙度的增大而减小,残余拉应力使疲劳寿命减小,而残余压应力可使疲劳寿命增大,适度修形可提高齿轮的疲劳寿命。     

电站锅炉锅筒内压应力三维有限元分析

本文通过对某国产300MW机组锅炉锅筒及其下降管三通的内压应力分布进行三维有限元分析，得出了内压应力的集中状况，对传统的疲劳寿命计算方法中内压机械应力的计算方法提出了改进建议。     

等效结构应力法的焊接疲劳评估

为了在设计阶段准确地计算出空间任意走向的焊缝疲劳寿命,采用等效结构应力法对管状T型焊接接头的疲劳寿命进行了评估。建立了3种网格尺寸的管状T型焊接接头有限元模型,并计算结构应力。运用FE-weld疲劳评估软件计算出焊缝处的应力循环次数,并与试验数值进行比较。比较结果表明:等效结构应力法对焊接接头疲劳评估具有网格不敏感性和较高的准确性。     

启动过程中锅炉汽包热应力的试验研究

本文叙述在SG400-140/555/555型锅炉启动调试过程中,对汽包应力的试验研究。提出通过测取壁面温度来分析汽包热应力的半经验方法,列出了计算框图。     

启动过程中锅炉汽包热应力的试验研究

本文叙述在 SG400-140/555/555型锅炉启动调试过程中,对汽包应力的试验研究。提出通过测取壁面温度来分析汽包热应力的半经验方法,列出了计算框图。     

440 t/h循环流化床锅炉整体动态模型及仿真

建立循环流化床锅炉的整体动态模型对循环流化床锅炉设计、生产优化、自动控制系统的开发研究等有至关重要的影响.本文在综合分析循环流化床锅炉床温和汽包压力的动态特性的基础上,采用集中参数化的方法,分别建立了燃烧系统模型和汽水系统模型;并通过炉膛传热量,将燃烧系统模型和汽水系统模型结合起来,从而建立了以给煤、一、二给风为输入变量的循环流化床锅炉的整体动态模型.并对所建立的模型方程进行仿真,结果分析证实了该模型的正确性.     

航空发动机涡轮盘低循环疲劳-蠕变寿命预测

针对某型航空发动机高压涡轮盘建立有限元模型,用有限元程序计算该结构在循环裁荷作用下的塑性蠕变变形,并考虑温度载荷的作用。计算了结构危险点在相应温度下的低循环疲劳寿命、蠕变寿命。最后利用线性累积损伤理论进行涡轮盘结构的低循环疲劳-蠕变寿命预测,并讨论了平均应力的影响。     

轴承钢硬切削表面残余应力对滚动接触界面疲劳寿命的影响

为了预测轴承钢硬切削表面残余应力对滚动接触寿命的影响规律,基于高级非线性有限元分析软件MARC,建立了具有平面应变特征的二维滚动接触寿命预测模型,并在二维有限元模型的表面和次表面对应施加了轴承钢硬切削实验所测残余应力,模拟计算典型服役条件下的滚动接触应力;采用基于S N寿命理论的Miner法则,计算轴承钢滚动界面的疲劳接触寿命,分析了在不同摩擦系数、滚动接触频率和外加载荷工况下,硬切削残余压应力对疲劳寿命的影响.结果表明,硬切削残余压应力可使轴承钢的滚动接触疲劳寿命提高10％~30％.其中,载荷对滚动接触疲劳寿命影响最大,摩擦系数的影响最小.     

临近区间隧道抗疲劳受压防火门的疲劳寿命预测

研究区间防火门的抗疲劳破坏性能对实际工程投产运营阶段消除安全隐患具有重要意义。本文基于ABAQUS有限元软件建立防火门简化数值模型和考虑接触关系的精细化模型,利用防火门性能测定试验结果比较验证了模型的准确性,并以该模型为基础计算分析了恒定风压及往复风压条件下,临近区间隧道抗疲劳受压防火门各部件的应力状态,并根据研究结果给出了防火门在往复风压下疲劳寿命预测方法。研究结果表明：防火门的高应力区主要集中在闭门锁和铰链与门体的连接区域;依据应力分布情况得当闭锁点处的预测循环寿命为3.69×105次,铰链处的预测循环寿命为1.3×106次,门体其他部分的疲劳寿命则在1×108次以上。     

起重机吊钩横梁的疲劳剩余寿命预测

以某桥式起重机的吊钩横梁为研究对象,通过有限元分析确定其疲劳危险部位及危险部位应力与起升载荷的关系;并通过应力测试验证有限元分析结果的正确性。提出起升载荷监测与应力计算相结合的新方法,获取吊钩横梁疲劳危险部位的全程应力谱;并采用名义应力法预测吊钩横梁的疲劳剩余寿命。