管道轴向裂纹面内压作用下的J积分计算

在管道的制造、安装和运行期间,不可避免地会产生类似于裂纹的缺陷,轴向理解纹是最常见的裂纹。确定含轴中裂纹管道在各种应力状态下的应力强度因子和Ｊ积分,是评价管道完整性和使用寿命的重要组成部分。根据Ｋａｒｌｓｏｎ和Ｂａｃｋｌｕｎｄ推导的考虑裂纹承载的修正Ｊ积分的表达式,结合帕里斯公式和权函数方法,论述了管道轴向理解纹面在内压作用下的Ｊ积分计算方法,并与其它计算方法进行了比较。     

裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响北大核心

钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷,这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效,将严重影响高压天然气管道的安全运行,因此,开展了表面裂纹倾角对断裂参数影响规律的研究。采用ANSYS有限元模拟软件,建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型,分析了不同倾角表面裂纹的J积分变化规律。研究表明:裂纹尖端J积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化,在相同边界条件下,表面裂纹与管道轴向平行时,J积分值最大,此时表面裂纹最易发生扩展;表面裂纹与管道轴向垂直时,J积分值最小,此时表面裂纹发生扩展的可能性较小。     

裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响

钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷,这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效,将严重影响高压天然气管道的安全运行,因此,开展了表面裂纹倾角对断裂参数影响规律的研究。采用ANSYS有限元模拟软件,建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型,分析了不同倾角表面裂纹的J积分变化规律。研究表明:裂纹尖端J积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化,在相同边界条件下,表面裂纹与管道轴向平行时,J积分值最大,此时表面裂纹最易发生扩展;表面裂纹与管道轴向垂直时,J积分值最小,此时表面裂纹发生扩展的可能性较小。     

轮库输油管道的断裂失稳分析

以弹塑性断裂力学的J积分理论为基础,综合考虑裂纹的J积分弹性解和全塑性解,分析了含裂纹延性管道的弹塑性断裂问题,通过对含内表面半椭圆轴向裂纹管道的J积分弹性解和全塑性解的分析并进行迭加,得出在载荷作用下反映管道内表面半椭圆裂纹扩展能力的J积分表达式,现场断裂管道的验证分析表明,计算结果与现场事故数据基本吻合,根据相关文献,计算出轮库输油管道母材和焊缝材料的管材系数,并以试验得出的轮库输油管道的断裂韧性JIC值为依据,在上述J积分表达式的基础上,计算了含有内表面半椭圆轴向3裂纹的轮库输油管道母材和焊缝材料的临界失稳压力,为该管道在设计工况下安全运行提供了理论依据。     

螺旋焊缝管道的开裂原因

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、维氏硬度仪及金相观察等分析手段,对开裂螺旋焊缝管进行取样分析,利用冲击试验测试了管道母材的抗开裂能力。结果表明：该管道焊缝存在明显缺陷,缺陷类型包括存在于焊缝中的焊缝金属裂纹和夹杂,存在于热影响区中的焊趾裂纹和焊接裂纹,同时在热影响区及母材中存在夹杂。在高外载作用下,由于焊缝区硬度高于热影响区及母材的硬度,使得焊趾裂纹先于焊缝金属裂纹向热影响区扩展。热影响区中沿轧制方向排列的层状夹杂的存在促进了裂纹的扩展,形成层状撕裂,最终导致管道沿热影响区开裂直至母材。     

高钢级管道环焊缝应变能力评价

为了评价高钢级管道环焊缝的应变能力,建立了基于材料损伤理论的管道环焊缝有限元模型。通过优化裂纹尖端网格尺寸,准确模拟了裂纹尖端的应力分布及撕裂过程。采用屈服强度和均匀延伸率表征高钢级管道的材料特性,计算并分析了管道环焊缝的裂纹驱动力曲线,建立了裂纹扩展失稳准则和材料断裂韧性准则两种失效判据,研究了管道材料性能、裂纹长度及内压对裂纹驱动力的影响,定量分析了这些影响因素与管道应变能力之间的关系。结果表明:较之内压,裂纹长度对管道应变能力影响较大,材料均匀延伸率较屈服强度对管道的应变能力影响更大。针对基于应变设计的管道,建议对环焊缝提出均匀延伸率等塑性容量指标的要求,从而更好地为基于应变的高钢级管道的设计和评价提供技术依据。     

弥散型腐蚀管道氢致微裂纹扩展的有限元分析

研究了弥散型缺陷管道氢致微裂纹扩展规律、裂纹扩展速率和裂纹扩展影响因素。利用ANSYS有限元分析软件,模拟了损伤管道微裂纹的扩展过程。结果表明:对于管道的弥散型腐蚀,管道内壁腐蚀最严重,由管道内壁向外腐蚀逐渐减弱。对弥散型腐蚀管道微裂纹扩展的有限元分析,可为腐蚀损伤管道的剩余强度和寿命评价提供技术支持。     

含裂纹管道承压能力的评定

应用断裂力学的Ｊ积分理论，推导了含裂纹管道的弹性评定方程和失效评定曲线表达式，对存在表面裂纹的管道承压能力进行评定，并用此方法对输库输油管道的承压能力进行评定，所得结果与现场试验数据相吻合，与美国ＡＭＯＣＯ公司对该管道分析的结论相一致，说明该评定方法是正确的，具有推广应用价值。     

基于使用寿命模型的含裂纹钢制管道剩余寿命计算

为研究带有裂纹损伤管道剩余寿命的计算方法,针对正常使用环境下的钢制管道提出了同时考虑变形和承载力要求的含裂纹管道的使用寿命模型,该模型包括2个阶段,即裂纹萌生阶段和裂纹扩展阶段。对裂纹萌生阶段和裂纹扩展阶段分别采取局部应力应变状态方法和弹塑性断裂力学裂纹扩展理论方法进行分析,推导出管道在2个阶段剩余寿命的计算方法。在此基础上综合考虑环境以及平均应力对裂纹扩展速率的影响,根据安全系数法的原则,讨论了含裂纹钢制管道剩余寿命的计算问题,给出了含裂纹钢制管道剩余寿命的计算公式,为工程实践提供了理论依据。     

输油管道强度试压最高应力研究

管道试压后残存裂纹的疲劳扩展是影响管道正常使用寿命的主要因素之一。从管道缺陷的断裂特性入手，分析了试压应力对管道残存裂纹扩展寿命的影响，管道试压高应力过载峰对试压后裂纹扩展速率产生明显的延缓作用，过载峰愈高，延缓作用愈大；同时过载峰又增大了裂纹尺寸，造成管道承压能力逆转，加速裂纹扩展速率。定量分析表明，当表面裂纹的长度与深度的比值较小时，承压能力逆转量较小，对裂纹扩展速率影响不大；而裂纹尺寸较大的     

普通高校大学生心理压力现状的调查研究

随着社会竞争的不断加剧,大学生的学习压力、经济压力和就业压力也相应增大,心理问题越来越多,大学生心理健康状况令人担忧。通过发放大学生心理压力感调查问卷,共对894名不同年级在读大学生进行了调查,结果表明影响大学生的前3位心理压力分别为学习压力、人际交往压力和就业压力;并且心理压力种类存在年级差异。根据问卷分析结果了解了当前大学生心理压力的基本情况,并提出了相应对策。     

膨胀土加筋挡土墙现场试验研究与分析

利用现场试验研究了膨胀土加筋挡土墙稳定性的影响因素。结果表明,在填筑高度较小的情况下,土压力增长较快,实测竖向土压力大于单位面积上的覆土质量,土压力系数逐渐增大;随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐收敛并小于单位面积上的覆土质量,土压力系数也逐渐降低;降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大,最大可达1.75。应变监测结果表明,膨胀土加筋挡土墙不会发生浅层滑坡,潜在的滑动面为深层楔形体;距面板1.5 m内外土体压实度不同不仅不利于筋带抗拉强度的发挥,而且会导致墙体产生较大的不均匀沉降,因此建议整个场地采用统一压实度。结合研究结果,最后对膨胀土加筋挡土墙的施工提出了有益的建议。     

输油管道的最佳工作压力

输油管道的工作压力决定着输油泵站的数量和管材的用量,同时影响管道建设的投资和经营管理,所以,工作压力是输油管道设计的重要参数。多年来有一种认识,应该把高压力、大站距做为输油管道向高水平发展的重要指标。输油泵机组具有高的输送压力和较大的功率,泵站和管道的管材能承受高的工作压力,是提高工作压力首先必须具备的前提。提高工作压力,可减少泵站数量,同时却增加了管材的用量,选择管道建设总投资最低时的工作压力,就是最佳工作压力。为此,分析了影响管道工作压力的诸因素,通过推导计算,确定输油管道的最佳工作压力。认为最佳工作压力值与所用管材的许用应力成正比,与管径值成反比,随着管道自动化程度的提高、输油机组功率的增大,泵站建设投资随之增大,这将促使最佳工作压力值进一步加大。     

压缩天然气分输站场涡流管技术调压应用

压缩天然气分输站场通常采用橇装调压装置对上游高压天然气降压后再分输给下游用户,但调压阀在降压过程中因“焦耳一汤姆森效应”容易发生冰堵现象,给站场安全运行带来隐患。涡流管调压技术能够在降压的同时有效地解决冰堵问题,回收利用压力差能,应用前景广阔。针对某站场的实际工况,完成了涡流管技术调压方案设计,阐述了涡流管技术调压的运行方式,并对可能出现的问题以及预期应用效果进行了说明。设计结果表明：涡流管取代调压橇在技术上是可行的,而且能够避免冰堵问题的产生,减少调压器日常维护工作量及费用,同时,还能利用调压过程中产生的冷能,达到节能降耗的目的。（图7,参5）     

含水率对微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的影响

以马尾松为试验对象,研究了微波干燥过程中,初含水率对木材内部温度、水蒸气压力的影响,旨在为微波干燥过程中木材干燥质量的控制提供依据。研究结果表明:在微波辐射功率相同的条件下,不同初含水率的木材内部蒸汽达到最大值的时间很接近,并且木材初含水率越高,木材内部蒸汽压力上升越快,压力峰值越大,最大压力值保持的时间越短,蒸汽压力下降的越迅速。木材在微波加热过程中,木材温度达到恒温段之前,压力上升比较缓慢,达到恒温段之后,压力迅速上升,很快达到最大压力值。木材初含水率高,压力峰值大,其相应的温度也高。     

库鄯线减压站的控制

库尔勒—鄯善输油管道是我国第一条穿过大高差地段的常温密闭输送管道。大高差将会使管道高点不满流,造成液柱分离;停输时造成管道最低点超压。解决大高差给管道运行带来危害的方法是增大低点处管道壁厚或设置减压站。而减压站的关键设备是减压阀。正确选择性能优越、安全可靠的减压阀,制定合理稳妥的控制方案,是保障管道安全运行的关键。介绍了所选减压阀的技术性能、减压站的工艺流程、控制原理、控制程序及减压站上游压力设定值的计算。指出为将清管清出的又大又硬的蜡块破碎,在进站方向加一个碎蜡器,其效果尚待检验;管道最高点压力,只用于监视报警不参与控制;管道最低点既不参与监视报警,也不参与控制等,都是设计中存在的问题。     

低压滴灌系统大流量压力调节器的研制

针对低压滴灌系统对压力的稳定要求严格,而现有的压力调节产品不能满足其要求的现状,提出了一种双流道结构形式的低压系统压力调节器,并通过单因素试验对影响该调节器调压性能的主要因素进行了研究。结果表明,在入口端设定压力为0.05~0.35 M Pa,设计出口端压力为0.1 M Pa时,弹簧直径和装置的结构形式是影响压力调节的主要因素;当弹簧直径为1.5 mm,长度为80 mm,栅栏孔隙宽度为10 mm时,此时入口端实测压力为0.049~0.320 M Pa,出口端压力为0.045~0.144 M Pa,流量为3.4~6.6 m3/h。     

苏丹输油管道的通球、测径和试压

介绍了苏丹输油管道在通球，测径和试压施工中改变以往国内实施的站间试压的程序，对分段管道试压后不再进行站间试压，加大了管道的最大试验段长度，使施工方案更切合苏丹苏油管道的实际情况，为苏丹输油管道能够按期竣工和平衡运行奠定了坚实的基础。     

西气东输管道空气试压方法的可行性分析

西气东输工程线路经过我国西北约2500km的严重缺水地区，管道水试压方法成为工程建设中的一个难题。针对空气试压方法能否在西气东输工程一、二级地区应用的问题，在技术可行性与安全性方面同水试压方法进行了经济性分析和比较，通过比较认为，空气试压方法可以在西气东输工程中应用。     

高水压变化环境下鲫鱼的承受能力研究

以常见鱼种鲫鱼为研究对象,利用控制变量及统计分析方法开展鲫鱼在高水压条件下不同降压过程中承受能力的实验研究,分析了水压变化环境对鲫鱼的影响和不同大小的鲫鱼承压能力的差异。结果表明,压强和降压速率均对鲫鱼健康有重要影响,且两者关系密不可分。总体来讲,压强在3 MPa以内,鲫鱼均未受伤;压强在4~10 MPa范围内,压强和降压速率越大,鲫鱼受伤的几率越大;压强超过10 MPa后,鲫鱼会死亡,且压强越大,造成鲫鱼死亡的降压速率临界值越小。此外发现,鲫鱼对变压环境的承受能力似乎与其个体大小无明显的关系。该研究有望对未来高科技远洋渔业中所涉及的深水养殖及深水捕捞技术提供一定的理论依据和指导意义。