飞机结构寿命控制中的几个基本问题

飞机的寿命主要是由飞机结构寿命确定的,飞机结构耐久性/安全寿命是飞机安全服役的基础条件。在深入分析设计/制造、服役/使用中各关键因素对结构寿命影响机理的基础上,重点研究了基于安全寿命包线的结构剩余寿命预测和扩展延寿技术,并对飞机结构寿命控制技术的研究范畴、服役使用计划调整方法等内容进行了阐述。应用飞机结构寿命控制技术可以实现飞机服役/使用寿命管理由传统的"固定消耗"模式向"主动控制"模式的转变。     

基于耐久性能的混凝土寿命预测方法研究进展

基于耐久性能的混凝土寿命预测方法对提升混凝土工程可靠性和寿命预测技术提供了坚实基础,为不同重大工程服役环境下混凝土的安全具有推动作用。本文以结构混凝土、道路混凝土和海工混凝土作为研究对象,讨论了现有基于碳化、酸雨腐蚀和疲劳情况下的结构混凝土、基于唯象理论、断裂力学理论和连续损伤力学理论下的道路混凝土以及基于菲克第二定律和Weibull分布下的海工混凝土的寿命预测模型。通过介绍不同模型的发展动态,总结不同服役环境下寿命预测模型的适用性,提出不同模型存在的问题,有效提高寿命预测准确度。     

电网企业全寿命周期成本管理

电网资产具有初始投资大、运行成本高、服役时间长的特点。电网企业开展资产全寿命周期成本管理,可以解决传统管理模式中电网资产规划、设计建设、运营、退役各管理环节衔接问题,在电网安全运行的前提下,实现资产全寿命周期成本最低。电网资产的全寿命周期成本是企业的各个成本项目与管理关系的总成,以电网资产形成点为分界点,将企业总成本划分为基建成本、生产成本两个阶段,提出全寿命周期成本视角下的电网企业成本管理体系。     

轴向柱塞泵柱塞副的摩擦学特性及其表面织构化研究进展

【目的】为提升柱塞泵的性能、寿命与安全运行提供参考。【方法】从理论计算及仿真的角度综述了柱塞副的油膜特性，针对其厚度场、压力场和温度场进行了分析，概述了柱塞副的摩擦学特性、润滑介质和匹配材料对其摩擦学行为的影响，列举了具有更低磨损率的柱塞副匹配材料，阐述了表面织构的润滑减摩机理及表面织构的形状、面积率和尺寸及分布方式等因素对柱塞副摩擦学性能的影响。【结论】轴向柱塞泵是液压装备的核心元件，被称作液压系统的“心脏”。柱塞泵关键摩擦副服役状态下的磨损严重威胁着装备的可靠运行和长寿命服役安全，更是制约柱塞泵发展和应用的技术瓶颈。柱塞副是轴向柱塞泵中数量最多、最为关键的摩擦副之一，其摩擦学性能直接决定了柱塞泵的服役寿命。当柱塞副油膜润滑不良时，轴向柱塞泵会严重损坏。     

服役材料寿命预测的小冲孔蠕变试验研究

为了尝试将小冲孔试验技术应用于服役设备寿命预测,对服役后的Cr5Mo以及12Cr1Mo V进行不同载荷下的小冲孔蠕变试验,与常规单轴蠕变试验结果比对,建立了服役材料的小冲孔蠕变寿命分析方法。分析结果表明:高温、恒载下小冲孔曲线存在明显的蠕变减速、恒速、加速阶段,小冲孔试验具有替代传统蠕变试验的能力。随着载荷的增大,小冲孔稳态蠕变速率不断增加,而蠕变断裂时间则逐渐缩短。稳态蠕变速率与载荷之间可以使用Norton方程表示,而断裂寿命则与小冲孔载荷之间则存在幂函数关系。基于Larson-Miller法,建立蠕变断裂寿命与温度、载荷之间的参数化关系从而实现基于小冲孔试验的服役材料蠕变寿命外推。     

某火电厂2号炉后屏过热器管剩余寿命评估

针对火力发电厂受热面管因长期运行导致管材综合性能下降,对发电厂安全经济运行造成影响的问题,通过力学性能等各种试验手段和计算,对某发电厂的屛式过热器管进行了剩余寿命评估,评估结果表面该发电厂屛式过热器剩余寿命均大于5万h,并有针对性地提出了安全运行的相关建议。     

锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测

为预测锅炉过热器剩余寿命,利用超声波技术对已运行12a的某锅炉过热器管内壁氧化膜厚度进行无损测量,并以等间距时间序列为基础,把非等间距数列转化为等间距时间序列,进行1次累加生成处理,建立锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测模型GM(1,1);利用锅炉过热器管内壁氧化膜厚度部分检测数据对锅炉过热器剩余寿命进行非等间隔灰色预测。研究结果表明:锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测结果精度高,该锅炉过热器剩余寿命至少还有3.7a。     

考虑腐蚀的环空带压井生产套管安全评价

对于含腐蚀性流体（CO2、H2S 等）高温高压高产气井,一旦油套环空出现环空带压现象,封隔器以上生产套管
将暴露在腐蚀环境中。受腐蚀、环空带压的相互作用,生产套管的服役寿命面临巨大挑战。研究了最大允许环空带压
值的计算方法,结合实验室套管材质腐蚀速率测试数据,开展了考虑腐蚀缺陷的套管安全服役寿命评估。同时,研究
了环空带压、环空带压与腐蚀相互叠加工况下套管的安全服役寿命。通过服役寿命设计,评估给定开采周期油套管剩
余强度及安全状况,在有限的开采周期内,既要保证井筒本质安全,又降低开采成本。对于高温高压含腐蚀性气体的
气井,一旦油层套管采用碳钢材质,则需要关注环空保护液的腐蚀测试,优选环空保护液体系,强化环空保护液的安全
监管,避免由于套管的过度腐蚀而遗留安全隐患。     

基于随机结构的延寿服役海洋平台管节点疲劳寿命可靠度预测方法

将延寿服役平台管节点在进行疲劳寿命可靠度预测的过程中视为随机结构,基于断裂力学疲劳模型,结合随机有限元法和复合随机振动理论,提出海洋平台管节点随机结构在随机波浪作用下疲劳寿命预测方法.通过算例说明了该方法的实用性和简便性,同时计算结果证明结构随机性会对疲劳寿命可靠度预测产生较大的影响.     

基于灰色系统模型GM(1,1)改进Miner准则的液压支架底座疲劳寿命预测

针对疲劳寿命预测中传统疲劳累积损伤准则(即Miner准则)存在误差较大的问题,为了提高固体充填液压支架疲劳寿命的预测精度和保证服役过程的安全可靠性,利用灰色系统模型GM(1,1)对传统Miner准则加以改进.以ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架的底座为研究对象,基于ANSYS对危险工况下底座应力进行分析,同时结合疲劳试验对底座进行寿命预测.结果表明:相比传统Miner准则,改进Miner准则的预测精度提高了40.32%,为固体充填液压支架疲劳寿命预测提供了一种有效的方法,对其安全服役具有一定的参考意义.     

采用威布尔分布的道岔梁的寿命预测及评估

由于跨座式单轨车辆行驶的道岔梁受循环动载荷作用时会在局部产生裂纹,循环作用的应力或应变作用次数积累后,焊缝脆弱区会产生疲劳断裂,故文中借助有限元理论和疲劳损伤累计理论对道岔梁进行寿命预测.基于静态叠加法,借助多体动力学软件ADAMS,建立动力学仿真模型并获取载荷谱;在有限元软件中获得单位载荷下的应力-应变结果,并利用疲劳分析软件Femfat对焊缝进行建模,定义其接头类型,进行仿真计算.结合实际运行工况对焊缝进行寿命预测,结果表明:在极限工况下,焊缝疲劳强度能满足实际工况的运营需求.     

腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索 疲劳可靠性的影响分析

为探讨腐蚀对随机交通和风载联合作用下斜拉索疲劳可靠性的影响规律和机理,通过拉索高强钢丝的加速腐蚀和疲劳试验,提出了考虑腐蚀的斜拉索疲劳抗力模型;基于线性累积损伤准则,建立了考虑腐蚀影响的风车联合作用下拉索疲劳可靠性的分析方法和流程;依托工程实例,分析了腐蚀等级和时变腐蚀对拉索疲劳可靠性的影响.结果表明:随腐蚀加剧拉索动态疲劳可靠指标下降速率增大;等级达到Ⅲ级及以上的腐蚀对拉索疲劳可靠寿命影响显著,尤其对于靠近桥塔及辅助墩处拉索;Ⅳ级和Ⅴ级腐蚀时拉索疲劳寿命相对无腐蚀状况降幅最大分别达24%和44%;相对完好状况,时变腐蚀影响下拉索的动态疲劳可靠指标下降更为迅速,且降幅明显大于仅考虑腐蚀分级的状况.     

高速公路冰雪湿滑路面车辆换道越线时间生存分析

通过同济大学驾驶模拟器采集高速公路冰雪低摩阻路面换道驾驶行为数据,通过生存分析方法对换道越线时间(TLC)分布特征进行研究,定量分析潜在因素对越线时间的影响,并建立越线时间Cox比例风险模型。结果表明,路面摩阻系数每升高0.1或车速每提高1 km·h-1,车辆在该时刻完成越线的风险率分别提高为原来的1.14倍和1.02倍,处于跟驰状态下的车辆完成越线的风险概率提高为原来的1.29倍,越线时间相应缩短;而换道初始位置每远离目标车道1 m,风险率降低为原来的0.23倍,越线时间延长。此外,不同换道方向下的换道越线时间无显著性差异。     

铸钢节点环形对接焊缝的疲劳计算

给出了采用热点应力法进行铸钢节点环形对接焊缝疲劳寿命估算的全过程.介绍了热点应力幅度的计算方法,即热点应力幅度的计算可根据名义应力和应力集中系数计算,也可采用有限元方法计算.给出了环形对接焊缝热点应力寿命曲线的表示方法和细节分类,列出了各种焊接细节的S-N(应力-寿命)曲线.介绍了线性Miner损伤累积准则.根据热点应力幅度、S-N曲线和线性Miner损伤累积准则,可对铸钢节点环形对接焊缝进行寿命估算.最后,以杭州湾跨海大桥海中平台观光塔铸钢节点为例,说明了波浪载荷下铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算过程.     

涡轮增压器叶片高低周疲劳寿命特性分析

转子是涡轮增压器高速旋转部件,在运行中承受高低周疲劳载荷,其安全运行尤为重要.为获得涡轮增压器叶片的高低周疲劳寿命,通过改变高低周疲劳中高周应力比和单个复合疲劳载荷块中的高周频率,分析疲劳寿命特征,建立了基于Miner理论的寿命评估模型,利用此模型分析得出160 000 r/min转速下涡轮叶片的高低周复合疲劳寿命.通...     

腐蚀环境对TC21钛合金疲劳行为的影响

基于飞机零部件在服役过程中因腐蚀导致疲劳断裂的问题,采用疲劳试验机、扫描电子显微镜对TC21钛合金在两种腐蚀环境以及室温空气环境下的疲劳进行了研究。结果表明,相同环境下随着应力降低,合金晶体内部位错累计能量速率减缓,合金疲劳寿命增加。同等应力条件下,3.5%NaCl水溶液环境下合金疲劳寿命最低,油箱积水环境下次之,室温空气环境下合金疲劳寿命最高。当应力较低时,差异更为显著。腐蚀环境下试样疲劳寿命较低,主要原因在于合金与溶液中离子发生反应形成大量腐蚀产物,促进裂纹萌生、加速裂纹扩展。     

城轨列车转向架铝合金焊接枕梁的抗疲劳设计

以城轨列车转向架铝合金枕梁为研究对象,基于Miner线性累积损伤理论和NASA小载荷S-N曲线延伸法,对枕梁主要焊缝进行了疲劳寿命评估.依据线路实测数据得到枕梁的载荷工况,设计了枕梁的疲劳试验方案.对没有通过疲劳试验的区域,采取了优化连接筋板厚度和减小应力集中等措施.结果表明铝合金枕梁新结构能够满足疲劳寿命要求.     

白桦天然次生林种群生态特征的研究

采用样地调查的方法,对太岳山七里峪白桦林种群进行了年龄结构分析、编制了静态生命表、绘制了存活曲线,并对该种群的四个函数（生存函数、积累死亡函数、死亡密度函数、危险率函数）进行数量分析,结果表明：①七里峪白桦种群龄级分布,不同环境下种群结构稍有差异：种群A、种群D为增长型种群,种群B、种群C、种群E趋向于稳定型．②白桦种群存活曲线接近于DeeveyⅡ型．③积累死亡率单调上升,生存率呈单调下降,上升或下降幅度前期大于后期,说明白桦种群在前期死亡率高,而种群后期则相对稳定．④在未来20年、40年、60年和80年中,白桦种群将呈现老龄级株数先增后减的趋势,种群稳定性长期维持较为困难．     

子午岭马栏林区油松种群结构分析

利用生存分析理论,编制了子午岭马栏林区油松种群的静态生命表,分析了油松的径级结构及其密度变化规律;绘制了存活曲线,累积死亡率曲线,死亡密度曲线,危险率曲线及损失度曲线.结果表明:油松的平均密度随径级的增加而减少,反映了密度与径级之间存在着一种负相关性;油松种群存活曲线的变化趋势更接近DeeveyⅡ型,死亡高峰出现在前期和后期阶段.     

Cox比例风险模型的桥估计

在经济领域和生物科学领域的研究中,经常会遇到包括有变量指标多、样本量大的数据集.一般来说,在一个复杂模型中如果包括有很多微不足道的变量,统计结果往往很难解释.因此,为了减少这种误差,在没有先验的专业知识情况下,研究变量的选择方法非常重要.Cox比例风险模型是生存分析中重要的模型之一.本文将桥估计的变量选择方法应用于Cox比例风险模型中,该方法使用的惩罚函数是p∑j=1｜βj｜γ.用桥估计方法估计未知参数和变量选择,在一定条件下,讨论了基于惩罚部分似然的桥估计方法在Cox比例风险模型中的Oracle性质,即：相合性和渐近正态性.