含轴向裂纹管道内压作用下的稳定性评定

通过Ｊ积分的弹塑性解,计算了含轴向裂纹管道在内压作用下的撕裂模量,叙述了撕裂模量相对于Ｊ积分的裂纹扩展稳定性评定图的绘制方法,并结合实例,分析了受压管道轴向裂纹稳定扩展的载荷范围,预测了裂纹失稳扩展时的临界压力。     

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。     

薄壁管道半椭圆表面裂纹热应力强度因子计算

论述了径厚比为１０：１,具有内侧或外侧轴向表面半椭圆纹薄壁管道应力强度因子计算的权函数方法。根据有关文献给出了表面裂纹最深点及表面点权函数的解析表达式。着重分析了具有此类裂纹的薄壁管道在热应力作用下,最深点及表面点的应力强度因子与裂纹深度ａ／ｔ和裂纹纵横比ａ／ｃ的关系,其结果对薄壁管道的使用寿命评估和断裂分析具有一定的参考作用。     

薄壁管道表面裂纹的应力强度因子计算

在已进行过的关于管道表面裂纹的应力强度因子计算工作中，都只局际于化工或核工业使用的厚壁管道，对于输送油气的薄壁管道其表面裂纹庆力强度因子尚未见到有关文献报道，用有限单元法计算了超薄壁管道中一些轴向和环向表面裂纹尖端的应力强度因子，给出了近似计算公式，并对结果进行了分析讨论，对于轴向裂纹与外面裂纹的应力强度因子基本相同，内表面裂纹的略大一点，两条裂纹的应力强度因子比单条裂纹的略大一点。     

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。     

带环向表面裂纹海洋管道的断裂计算与可靠性评估

针对带环向表面裂纹海洋石油管道断裂可靠性问题,利用权函数方法,给出了计算裂纹前沿应力强度因子的积分表达式,进而导出了能满足工程精度要求的应力强度因子的实用计算公式。采用极限分析方法建立了带裂纹海洋石油管道断裂可靠性评估模型,给出了断裂失效概率和可靠度的计算公式。典型算例数值计算结果表明:应力强度因子随裂纹深度和长度的增大而增大,这与《应力强度因子手册》(科学出版社)的结果一致;当弯矩不变,裂纹深度和长度、管道壁厚和半径,及轴力为随机变量时,带裂纹海洋管道的可靠度随轴力均值的增大而减小。     

裂纹管道失效评定中的有限元方法

J积分的精确计算是含缺陷结构安全评定的基础。对管道上的表面裂纹采用线弹簧单元，建立了黎明纹管道J积分计算的有限元模型，给出了J积分的计算实例，其于J积分理论，利用这种有限元模型得到了裂纹管道的精确换效评定曲线，根据计算结果，讨论了影响失效评定曲线的各种因素。分析表明，裂纹尺寸和管材材料性能参数等都对失效评定曲线产生影响，用单一的失效评定曲线进行评定会出现精度较差的问题，因此，采用提出的有限单元方法对裂纹管道的失效进行精确评定具有重要意义。     

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。     

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。     

油气管道裂纹评价方法

油气管道裂纹评价的理论基础是断裂力学。在线弹性断裂力学中,应力强度因子(SIF)是判断油气管道裂纹是否将进入失稳扩展状态的重要指标。油气管道为金属材料,发生严格线弹性断裂的可能性不大,但只要塑性区尺寸远小于裂纹尺寸,经过适当修正,应用线弹性理论分析产生的误差可以接受。当塑性区尺寸与裂纹尺寸处于同一量级时,需要应用弹塑性理论,包括裂尖张开位移(COD)判据和J积分。可以采用应力强度因子、失效评价图及有限元方法评价油气管道裂纹的状态,有限元方法能够在一定程度上弥补其它2种方法在适用性方面存在的不足,但同时存在建模和计算效率较低,难以进行预防性评估的缺点。     

预测腐蚀管道剩余强度的新方法

将BP神经网络和遗传算法相结合,得到了一种可计算腐蚀管道剩余强度和最大允许注水压力的新神经网络.通过实例分析,将7种常用规范和改进的遗传神经网络方法进行了比较.结果表明,不同计算方法得到的剩余强度和最大允许注水压力相差较大,Wes 2805-97规范、ASMEB31G规范、CVDA-84规范、Irwin断裂力学方法等都比J积分方法的剩余强度和最大允许注水压力偏大;Burdiken和DM断裂力学方法计算得到的剩余强度和最大允许注水压力比J积分偏小;J积分方法和基于J积分方法的改进遗传神经网络方法计算结果比较接近,比较适中,可以认为是计算管道剩余强度和最大允许注水压力较好的方法.     

基于MATLAB的积分求解析解方法研究

计算积分通常是一项复杂的工作,尤其是重积分的运算,其中涉及到积分区域的确定及画法、交换积分等步骤,而使用matlab软件则可以很轻松的完成上述工作。本文介绍了应用matlab软件求解一元函数积分、重积分解析解方法,并应用实例加以说明。     

基于时变可靠度的RC梁正截面承载力可靠性评估

简要论述了时变可靠度的计算方法，选用其中的直接积分法，在一些合理假定基础上得出了时变可靠度计算的实用公式．利用该公式，以实际工程为背景，对一无设计依据的钢筋混凝土梁的正截面承载力可靠度进行了评估，最后对用直接积分法和实用公式两种计算方法的结果进行了对比分析研究．     

土方工程量计算方法的优化研究

土方工程量计算是土方工程设计和施工的基础工作,传统的计算方法繁琐而精度相对较低。通过对传统计算方法及其计算原理的分析研究,在此基础上提出采用二次B-样条函数插值后积分计算的方法,使得计算方法相对简单而且精确。以满足实际工程的计算需要,供同行和相关人员参考。     

城市燃气管网水力计算软件的开发

在城市燃气管网的设计过程中,水力计算是最关键的环节。以往采用传统的手算平差法,存在计算周期长、误差大、计算结果保守的缺点。采用Visual Basic5.0开发了城市燃气管网水力计算软件,采用的节点线性逼近法比平差法的方程阶数增多,收敛速度令人满意,计算结果具有较高的经济性。     

直接积分及分段积分在边界单元法中的应用

在边界单元法中,用积分递推公式代替高斯数值积分,以消除高斯数值积分在积分奇点上的误差,使计算靠近边界的内点应力和位移同其它内点具有相同的精确度,从而解决了应用边界元法计算狭长形状弹性体误差较大的问题。按该方法编制的计算机程序适合于线弹性的平面问题。可包含多介质及多连通体问题的计算。     

圆弧形悬臂式挡土墙稳定简易计算方法

结合工程实际提出由单延米弧长推导出挡土墙整体结构稳定计算的简易方法,内容主要是挡土墙的抗滑稳定和抗倾稳定的计算方法。实例计算表明,对挡土墙进行整体计算,既能反映挡土墙的真实受力状态,又能保证挡土墙的安全度,还可以节省工程量和工程投资。     

新疆灌区规划设计中渠系水利用系数的分析

渠系水利用系数在灌区灌溉排水工程规划设计中是个非常重要的设计参数,其数值的大小直接影响到灌区设计方案的调整。常用的估算方法有实测法、经验公式法、实际供水-用水资料分析法和综合分析法,其中综合分析方法应是最可行的。笔者针对新疆地区情况,在经验公式法中导入了管理因子作为校正系数,使渠系水利用系数更趋于接近当地实际情况。     

游憩价值TCM评估的概念偏差分析

研究了旅游需求曲线和消费者剩余曲线的内在关联与异同,给出了游憩资源消费者剩余的计算方法.在此基础上,对目前消费者剩余计算积分上、下限确定中常见的4种错误进行分析,结果表明游憩价值不仅仅是消费者剩余.