金属波纹管疲劳寿命的有限元分析

应用MSC.Fatigue软件,利用E-N曲线,以初始裂纹法为主要分析方法,对U型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证：有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。     

移动荷载作用下水稳基层的疲劳分析

文章利用有限元软件Ansys对不同车速、轮胎接地应力、结构层厚度及模量情况下的水泥稳定基层进行了疲劳寿命影响分析。结果表明：（1）随着车速的增大,基层疲劳寿命不断增大;（2）随着轮胎接地应力的增大,基层疲劳寿命逐渐减小;（3）基层疲劳寿命随基层和面层厚度的增大均呈增大趋势;（4）基层疲劳寿命随基层模量的增大而不断增大,随面层模量的增大而逐渐减小。     

跑道形波纹管设计

目前国际上对于管道补偿装置的跑道形波纹管设计、制造、检验与验收未形成相应的标准及计算公式,文中利用有限元分析法计算跑道形波纹管的耐压、位移、疲劳等参数。文中通过有限元分析法模拟波纹管在各种工况下的使用情况,进行试验对比分析。波纹管承受内、外压时应力分布、变形情况,以及整体跑道形波纹管横向位移时应力分布、疲劳寿命均与工程应用较吻合。     

基于ANSYS的波纹管波形参数对平面失稳影响的分析

为了研究波纹管波形参数对波纹管平面失稳的影响，使用ANSYS软件建立了波纹管的有限元模型，对不同波形参数下的波纹管有限元模型进行了模态分析与特征值屈曲分析。有限元计算结果表明，增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高，会使波纹管的固有频率和屈曲载荷增加，因此在波纹管设计时，在满足综合性能情况下，可通过在一定范围内增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高的方法减少平面失稳的发生；同时模态分析求出了波纹管的固有频率和振型，可以避免在工程作业中，因为外界振动频率与波纹管固有频率相同而发生共振现象，致使波纹管发生平面失稳，为工程设计提供有效参考。     

金属波纹管试验研究

应用微机控制液压伺服动静试验机和稳压压力系统等进行金属波纹管压力及位移条件下的疲劳寿命试验,并通过试验结果与软件分析结果的对比,不断改进和提高软件分析的准确度.另外,通过对3种不同材料的真实应力-应变的试验,为软件分析用的材料数据库提供了真实的材料性能参数,为金属波纹管的设计、研究提供了数据和试验验证.     

煅烧炉用金属波纹膨胀节设计

煅烧炉工作环境为高温、高压,整个系统频繁振动,这就要求系统上安装的波纹膨胀节有很高的抗振动疲劳能力,同时波纹管材料要有很好的耐高温腐蚀性能.文中简单介绍煅烧炉用金属波纹膨胀节的工作条件、波纹管疲劳寿命提高方法、波纹管材料选择及耐应力腐蚀能力、波纹膨胀节现场应用情况等.煅烧炉用金属波纹膨胀节已应用在化工厂,产品满足现场运行要求.     

流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力影响

为研究流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力的影响,分别采用有限单元法和有限体积法对该波纹管内的空气流动进行数值模拟,计算出不同空气流速作用下的压力载荷;将该压力载荷作用于波纹管内壁面上,采用有限单元法和有限体积法得出不同空气流速作用下Ω形波纹管的轴向刚度和最大等效应力。结果表明：Ω形波纹管的变形补偿能力随流速的增大呈增强趋势,承载能力随流速的增大呈减弱趋势,且2种数值模拟方法计算结果的相对误差小于8％。     

抗车辙剂改性沥青混合料疲劳性能试验研究

为研究抗车辙剂改性沥青混合料的疲劳特性,基于三点弯曲试验模拟分析了抗车辙剂掺量、车载水平、车辆速度率等因素对抗车辙剂改性沥青混合料疲劳寿命的影响规律,并与普通沥青混合料疲劳性能进行了比较。结果表明:当抗车辙剂掺量超过0.3%时,混合料疲劳寿命降低幅度明显;抗车辙剂改性沥青混合料疲劳寿命随施加应力增加而快速降低,且两者满足幂函数疲劳方程;提高加载频率,混合料的疲劳寿命随之增加,且在低应力水平下,加载频率变化引起的疲劳寿命差异更大。     

截止阀波纹管的结构参数对其应力影响分析

选取特定工况下截止阀波纹管建立有限元模型,在有限元结构分析基础上研究波纹管在相同压力载荷和轴向位移载荷下结构尺寸的变化对应力分布的影响规律。研究表明,波纹管在压力载荷和轴向位移载荷下,结构尺寸对应力分布影响较大,并且在不同工况下结构尺寸对波纹管应力分布影响不同,相同载荷下波纹管的不同位置应力分布不同。     

金属波纹膨胀节质量控制

金属波纹管膨胀节使用中,既要有较高的承压能力,又要有良好的柔性,此外还应具备一定的稳定性和疲劳寿命,因此,其设计、制造、试验等不能等同一般的压力容器和管件等刚性结构,有其本身的独特性和复杂性。根据TSGD2001—2006、TSGZ2004—2007、TSGD7002—2006等相关规范和GB／T12777—1999标准,阐述了金属波纹管膨胀节设计、制造、检验控制要点和型式试验等内容。     

管道疲劳寿命的可靠性分析

针对管道的疲劳失效分析,以概率论为基础,结合确定性的疲劳断裂力学估算方法,推导了管道的疲劳裂纹扩展寿命的计算公式.考虑到主要评定参数:初始裂纹尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度、系数等的不确定性和随机性,应用蒙特卡罗模拟法对这些具有某种特定分布的随机变量进行了随机抽样计算.并利用数值积分法编制了计算机程序,求出在一定可靠度和置信度下的疲劳寿命,并与理论计算方法求得的疲劳寿命进行了比较.还比较了不同初始裂纹尺寸和断裂韧性对疲劳寿命的影响,并给出了算例.分析结果表明:蒙特卡罗模拟法真实地反映评定参数客观存在的不确定性,克服了确定性评定方法的缺点,具有良好的工程指导意义.     

基于能量法的浇注式沥青混合料疲劳特性分析

浇注式沥青混合料的材料及组成与常规沥青混合料存在较大差异,对浇注式沥青混合料GA10进行了不同应变水平、不同温度条件下的四点弯曲疲劳对比试验,建立疲劳次数与应变相关的疲劳方程,并采用累计耗散能和累计耗散能比DER对GA10在不同温度下的能量变化趋势进行分析。结果表明:疲劳方程能很好地表征了沥青混合料的疲劳行为,疲劳次数随温度的升高疲劳寿命增加;而随着应变水平的增加,则引发沥青混合料疲劳次数成倍减少;以三阶段分析疲劳破坏初始劲度模量累计耗散能指标与温度、应变并不是单一变量关系,且以初始精度模量下降到50%为破坏条件不具有准确性。     

高模量沥青混合料疲劳性能研究

为了研究高模量沥青混合料的疲劳性能,通过试验,研究了高模量剂掺量、温度和应力比等因素对疲劳寿命的影响,并通过半对数线性回归得到各高模量剂掺量和温度下沥青混合料的疲劳方程。结果表明:高模量剂的加入能大幅提高沥青混合料的疲劳寿命,改善其疲劳性能;相同条件下,温度越高,应力比越大,高模量沥青混合料的疲劳寿命越小;各掺量和温度下,疲劳寿命和应力比之间都有很好的半对数线性相关性,且高模量剂掺量越大、温度越高,|A|越小,沥青混合料疲劳寿命随应力比变化的敏感性越低。     

卸载状态下冻结壁外载的统一解

文章基于统一强度理论,考虑中间主应力的影响,采用卸载状态下冻结壁-周围土体共同作用的冻结壁力学模型,推导得到冻结壁弹性区和塑性区的应力场、位移场,并分别建立了冻结壁弹性极限外载、塑性极限外载、弹塑性外载的统一解,分析了冻结壁的应力场、位移场随半径、强度理论参数的变化规律,讨论了半径比、强度理论参数及冻结壁计算深度对各个统一解的影响。结果表明,半径和强度理论参数对冻结壁的应力场、位移场均有一定程度的影响,考虑中间主应力的影响可得到更精确的计算结果;冻结壁的弹性极限外载、塑性极限外载均随半径比和强度理论参数的增大而增大;弹塑性状态下冻结壁的外载随冻结深度的增大而减小,随强度理论参数的增大而增大;冻结壁的外载比原始水平应力低,是由卸载状态下冻结壁与周围土体共同作用决定的。该结果可为冻结壁的设计及工程应用提供一定的参考。     

穿越河流输油管道的剩余寿命计算方法

对于一些新建管道,在其未来的腐蚀情况不可预知的情况下,应主要对其进行疲劳剩余寿命预测。疲劳断裂是一种很危险的脆断破坏形式,它出现的时间和位置很难预计。文中从疲劳方面,在考虑了材料特性、环境介质和加载状态的前提下,对穿越河流输油管道的疲劳剩余寿命进行分析。同时,对一段在役穿越河流输油管道的疲劳和腐蚀剩余寿命分别进行计算、比较,取其较小值,确定其剩余寿命。提供了更及时、准确地报告穿越管道的剩余寿命,合理地制定维修、检测周期的依据,使在役穿越管道的管理、检测更加科学。     

金属波纹管寿命的可靠度和置信度

在讨论金属波纹管寿命概率分布的基础上，研究了可靠度和可信程度问题，给出了计算公式，为弹性元件的可靠性寿命研究提供了切实可行的方法。     

核级阀用金属波纹管性能指标及行业标准

核级阀用金属波纹管是核电站管路系统截止阀、闸阀的重要部件,但此类产品没有统一的标准规范。为了提高该类产品的设计、制造和检验水平,编制了此标准。文中介绍了新发布机械行业标准规定的主要性能指标,包括波纹管组件的典型结构、常用材料、波纹管设计、焊缝、密封性、耐压能力和循环寿命等技术要求。给出了适用可行的核级阀用金属波纹管试验方法及检验规则。     

基于动荷载的交叠盾构隧道两阶段安全分析

为研究富水砂层地铁隧道在动荷载作用下施工和运营阶段共同作用的安全问题,以南京地铁5号线下穿既有地铁1号线为例,建立交叠隧道数值模型,分别对两阶段共同作用下的地铁沉降及运营期疲劳寿命进行了探讨和分析。结果表明:(1)下穿施工期间隧道沉降最大值为7.5 mm,采用洞内微扰动注浆+内张钢圈的设计方案可有效控制本阶段隧道变形;(2)5号线运营后,1号线隧底第1年沉降占比最大,约占10年期总沉降的65%,后沉降变化速率逐步收敛;(3)新建地铁5号线通过壁后注浆可大幅降低1号线长期运营沉降,确保1号线长期运营安全;(4)交叠处管片疲劳寿命最小,远离交叠区疲劳寿命越来越大,本工程整体性能满足结构设计使用年限要求。     

沥青加铺层反射裂缝疲劳模拟试验研究

文章利用四点弯曲疲劳试验在不同温度、应力作用下对制作的加铺橡胶沥青应力吸收层、聚酯玻纤布、玻纤格栅、FHGS高强玻纤复合材料土工格栅（简称FHGS格栅）等不同防裂夹层材料的小梁试件进行了疲劳寿命研究。结果表明,FHGS格栅作为防裂夹层对反射裂缝的抑制作用要优于其他几种材料,并能起到较好的防裂效果。     

输油管道环焊缝缺陷疲劳寿命评估

采用管道失效评估方法可评估静载荷作用下缺陷是否满足适用要求。但在内压等交变载荷作用下,输油管道环焊缝仍存在疲劳破坏的可能。为评估管道环焊缝缺陷的疲劳寿命,进行管道母材和环焊缝疲劳裂纹扩展速率试验,并分析和统计管道实际运行压力数据以及环焊缝缺陷开挖验证数据,采用BS7910标准方法计算疲劳寿命值。结果显示在仅考虑管道内压波动情况下,管道环焊缝平面型缺陷的疲劳寿命结果满足管道设计使用要求。