带缺陷管道塑性极限分析的一种迭代算法

带体积型缺陷压力管道的塑性极限分析及相应的安全方法研究，是当前压力管道安全性分析中的前沿课题，具有十分重要而广泛的应用前景。塑性极限分析在对带缺陷压力管道的完整性评价方面起下分竽 要的作用，它在结构完整性评价的双判据中是一个非常重要的参数。做为塑性力学的一个重要分支，其分析结果可用来进上步挖掘材料的潜力，并为压力管道的设计与安全评估提供有价值的指导。提出了一种使用三维理想刚塑性体极限上限分析的迭代     

压力管道缺陷评价标准对比

分析了国际常用的新旧R6、EPRI和ASME IWB-3650压力管道评价标准方法的基础理论,介绍了其适用范围及优缺点.针对管道不同裂纹情况,提出了使用这4种标准进行评价的相关建议:针对一般裂纹问题,采用失效评价图法进行评价;对非穿透裂纹管道,应直接计算其塑性极限载荷和应力强度因子,并以裂纹起裂或塑性失稳作为判定管道失效的准则;如果无法确定裂纹管道的塑性极限载荷值,建议采用断裂力学的理论和相关计算进行评价;对于无法得到塑性极限载荷计算公式的裂纹情况,可采用有限元法计算其数值结果.(图2,参10)     

一种改进的弯管单元

在对弯管进行弹塑性有限元分析时,经常使用弯管单元,但该单元存在两点不足,首先没有考虑由于热载荷或内压所生产的均匀膨胀以及由于一般的载荷条件所产生的不对称变形;其次没有考虑内压的可恢复影响因素。为此对该弯管单元进行了改进,改进后的弯管单元可克服上述缺陷。     

陕京输气管道弯管尺寸极限偏差探讨

陕京输气管道用的弯管在力学性能与尺寸极限偏差上是体现其达到90年代国际先进水平的两个主要方面。在分析了国内外有关弯管标准的现状,又参照国内有关标准及国际上通用的美国管件标准后,结合我国所用DN650 X60直缝管试制弯管的经验,制订了适用于我国陕京管道工程的弯管技术条件,其尺寸极限偏差值基本达到或超过了美国管件标准MSS SP75-1993和ASME/ANSIB16.9-1993。成品弯管尺寸极限偏差基本达到技术条件要求,满足了施工现场弯管对号入座,不切割、不校圆、不强力组装的要求。建议修订现有弯管标准,制定适合我国现状的先进的弯管或管件技术标准。     

圆形筒仓的弹性和塑性极限载荷

针对承受Ｊａｎｓｓｅｎ形式的分布压力和摩擦力作用的圆形筒仓，在扩大结构参数范围的条件下求得了弹性和塑性 极限载荷，并对完全解的条件作了校核。     

陕京输气管道弯管力学性能

具有９０年代国际先进水平的陕京输气管道工程，由于国内弯管标准对力学性能等没有要求或要求不明确，国外弯管标准不完全适用，因此参照国外普遍采用的先进标准及国内外制造弯管的经验，制定了该工程的弯管技术条件，力学性能等指标，这些指标均达到美国弯管标准。对实际制造的弯管检测数据表明，弯管力学性能等指标达到了技术条件的要求，与原材料钢管相比，σｓ，σｂ均降低，σｓ降幅更大，故屈强比降低，延伸率提高，表明弯管在     

横力弯曲梁塑性铰位置及其有限元探讨

本文对横力弯曲梁在考虑σy应力分量时的塑性铰位置进行探讨。从三个方面分析；1．从理论上分析了σy对弹性阶段的中性层位置没产生影响。2．从理论上分析了考虑σy的Mies屈服准则后，塑性铰上移了一位置，从而提高了梁的极限承载能力。3．用二维弹塑性有限元进行实例计算，得出了塑性铰上移及极限承载能力提高的结果。     

管道三通塑性极限压力及其影响因素分析

基于极限分析的观点,得到了两个适于工程上采用的焊制三通塑性极限压力估算式,并结合试验数据进行了验证和影响因素分析。结果表明,基于相贯性屈服和等面积补强得到的估算公式是可用的,其中相贯线屈服分析得到的公式最精确,具有推广价值,主管厚径比对三通塑性承载能力有加强作用,而管径比对极限压力的影响规律有待进一步研究。     

无缝管壁厚误差对承载能力的影响

包钢白云鄂博铁精矿矿浆管道工程采用直径为355.6×15.5mm的X65级无缝钢管,为了获得壁厚误差对承载能力的影响规律,基于俞茂宏统一强度理论,利用解析方法计算管道的弹性极限解和塑性极限解,并进一步分析材料强度参数和拉压比对管道极限承载力的影响,以及塑性极限和弹性极限之间的裕度。结果表明:解析解中包含壁厚与外径的平方比,能够更准确地反映壁厚和外径对弹性极限承载能力的影响;管道的弹性极限承载能力满足设计压力16MPa和试验压力28.2MPa的要求,最小壁厚14.3mm满足安全要求;提高钢管的韧性,可以改善管道的承载能力;管道从弹性极限到塑性极限仅有约8%的裕度。充分考虑钢管壁厚误差,以弹性极限作为设计准则的管道更加安全可靠。     

滚石对垫层材料的冲击特性研究

在极限分析上限定理的基础上,选择合适的机动位移速度场及容许破坏模式,推导出地基承载力上限解,然后利用弹塑性力学知识得出了滚石冲击压力以及滚石冲击深度的计算表达式。     

成品油管道总体工艺方案优化设计

针对成品油管道的特点,在对其工艺方案优化设计问题进行系统分析的基础上,选择了一组数目最少、关联程度最低的决策变量,建立了单根无分支的成品油管道工艺方案优化设计的数学模型。该模型的最优准则是：管道在设计寿命期内所需的总费用现值最小。总费用现值包括管道初试投资费用,运行维护费用现值和能耗费用现值。该模型是一个非线性混合整数规划问题,决策变量为管材,管径和出站压力,约束条件主要有水力约束条件,强度约束条     

聚乙烯管套接衬里新工艺

介绍了在管道内防腐方面应用比较广泛的聚乙烯管套接衬里工艺的基本原理，施衬过程及其特点，并着重介绍了中密度聚乙烯管转动塞入衬里新工艺。由于这种衬里管成圆度高、摩阻氏，并具有抗化学物质侵蚀等特点，所以经实践证明，采用聚乙烯管转动成衬的客道不但流体损失少，而且对输送颗粒物质的抗蚀性较高。     

地震载荷作用下埋地管道强度的简化计算

地震时地震波沿地面传播引起地面位移,地面沿直管轴向位移时使管道产生轴向拉伸应力。对平面弯管,地面沿纵向管位移时对横向管有推压作用,从而在弯管内造成了平面弯矩。忽略惯性力,采用静力分析的方法对直管和弯管分别进行应力分析,并结合计算实例给出了埋地管道强度的简化计算方法。     

深层洞穴型油藏改建地下储气库的可行性

为了研究深层洞穴型油藏改建地下储气库的可行性,以洞穴型油藏地质特征为基础,通过MATLAB编程计算注入压力,分析深层洞穴型油藏改建地下储气库的可行性,推导建立库容预测数学模型,并通过物理模拟实验验证库容预测数学模型的可靠性。研究结果表明：洞穴型油藏改建为储气库具有一定的可行性,但对地面注入压力条件要求较高,地面注入压力上限为45MPa,日注气量为10×10^4m^3时最优;物理模拟实验可较好地模拟洞穴型油藏注气采油过程,并可形成储气库;实验库容大小与数学模型计算结果误差较小,所建库容计算模型具有一定的可靠性。（图7,参6）     

钢骨架塑料复合管带压开孔的有限元模拟

针对钢丝网骨架塑料复合管在带压开孔施工中的盲目性问题,对钢骨架塑料复合管进行力学分析,建立复合管的力学模型,并对管段模型进行网格划分。运用ANSYS软件对其在不同管径下的最大开孔孔径进行有限元模拟,得到不同开孔孔径下的Mises等效应力分布云图,进而确定最大开孔孔径。结果表明,最大开孔孔径随管径的增加呈线性增加。基于ANSYS仿真结果,通过对管段的密封性进行检测,发现施工条件下管段无介质泄漏现象发生,且未见明显塑性变形。通过现场试验验证了钢骨架塑料复合管的带压开孔模型精度较高,可以为其现场开孔作业提供参考。     

外输管道的总体优化设计

根据热经济学原理，通过分析外输管道的各种费用构成，同时考虑管道参数和运行参数对管道经济性的影响，建立了外输管道总体优化设计的数学模型，并进行了编程求解。利用程序对数学模型进行了敏感性分析。结果表明，价格 参数对最优经济指标的影响不大。     

成品油管道开泵方案优化MILP模型

成品油管道运行过程中沿线各泵站开泵方案的优化对于降低成品油管道的运行能耗具有重要作用。以往针对此问题大多采用动态规划及人工智能算法进行求解,具有一定的局限性,很少从整体上建立混合整数线性规划(MILP)模型并将启停泵时长限制问题考虑到所建模型的约束条件中。在此基于已知的批次调度计划,考虑到启停泵时长限制、沿线节点压力约束、过泵流量约束等约束条件,以泵运行费用与启停泵成本总和最小为目标函数,建立MILP数学模型并采用分支定界算法进行求解。以某实际运行成品油管道的输油计划为例,代入成品油管道开泵方案优化模型并进行求解。结果表明:该模型在较大程度上降低了管道的运行能耗,提高了管道的运行稳定性,符合现场操作工艺。(图3,表2,参24)