含轴向内表面裂纹管道极限载荷有限元计算

获得结构的极限承载能力,是结构极限分析的基本任务。利用三维弹塑性有限元技术,通过新的极限载荷确定方法一停机点法,对内压作用下含轴向内表面裂纹管道的极限载荷进行了系统的计算与分析。结果表明：无量纲极限内压（pB／pP）主要和裂纹深度与管道厚度比（A／T）、管道厚度与直径比（T／DO）有关,裂纹长度与管道直径比（L／DO）对其影响可以忽略。建立了含轴向内表面裂纹管道无量纲塑性极限内压数据库,可供缺陷管道安全评定时参考。     

局部减薄埋地三通塑性极限内压的有限元分析

针对埋地三通外表面局部减薄缺陷,采用弹塑性有限元分析软件ANSYS,研究了单一内压作用下外壁局部减薄埋地等径三通的塑性极限栽荷。考虑几何非线性和材料非线性,分析了缺陷尺寸的变化和位置沿主管底部轴向变化对埋地三通塑性极限载荷影响的变化规律和失效模式,根据腐蚀区的载荷一应变图,对模型的塑性极限载荷进行了预测,研究结果可为含局部减薄等径三通结构设计和安全评定提供理论依据和数值参考。     

承受管道载荷的切向接管有限元分析

由于承受管道载荷的压力容器切向接管结构无法按照常规的设计方法进行开孔补强计算,文中以1台带切向接管的压力容器为例,对筒体与切向接管连接区域进行三维有限元分析,得到了筒体与接管连接区域详细的应力分布。应力分布云图表明：在连接区域产生明显的应力集中,应力强度最大值发生在筒体与接管连接处的外侧,是该结构失效的危险区域。根据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》（2005年确认版）的规定,对该连接区域进行了强度评定,评定结果表明该设备的结构尺寸完全满足强度要求,为进行详细工程设计提供了理论依据。     

含缺陷压力管道安全评定方法研究的现状与发展

含缺陷压力管道安全评定的方法较多,主要有极限载荷控制的塑性失效准则、断裂力学J积分的评定方法、英国R6双判据准则评定方法、美国ASME规范评定方法、参数不确定性缺陷的安全评定方法等.文章对这些方法加以简要的概括和评述,并分析了有些方法之间的区别与联系,同时指出工程化、可靠性和智能化是当前含缺陷压力管道安全评定方法的发展趋向.     

含球型凹坑缺陷燃气管道弯管极限载荷的研究

凹坑是埋地管道中常见的体积型缺陷,是一种破坏性较大的局部缺陷,而弯管是埋地管道中的重要管件。应用有限元分析软件ANSYS,对含球型凹坑缺陷的燃气管道弯管在内压载荷作用下进行有限元分析,分析中考虑材料非线性和几何非线性,根据腐蚀区的载荷-应变图,对模型的塑性极限压力进行了预测,并得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律,得到了一些对含缺陷弯管的安全评定有参考价值的结论。     

含缺陷弯头塑性极限载荷研究

文中以断裂力学理论为基础,应用ANSYS软件建立含裂纹弯头有限元模型,通过施加内压载荷,对模型的塑性极限载荷做了简单的计算研究。研究结果表明,裂纹对塑性极限载荷的影响不可忽略,同时可以为在役含缺陷压力管道安全评定提供参考。     

压力容器开孔补强及处理办法

针对压力容器的开孔补强作了比较详细的论述,介绍了超过GB150开孔条件时的处理办法,并对其进行了比较。     

圆柱壳开孔补强的接触应力分析

在压力容器开孔补强的薄壳理论分析中,通常假设在补强圈与容器壳体之间没有接触,接触应力对于结构应力分布的意义和影响尚不清楚.应用ANSYS软件对内压作用下补强圈与壳体间接触行为进行有限元分析.考察了接触变形和接触压力,探讨了补强圈与壳体间隙变化、刚度因子以及不同直径的接管对接触行为的影响.相对于开孔补强的薄壳理论,文中更好地预测了补强圈与容器壳体间的应力场分布,得到了一些有参考价值的结论.     

含点蚀缺陷三通管塑性极限载荷分析

三通管在使用中受介质的腐蚀或冲刷而产生局部减薄，从而降低其使用的安全性。因此，采用弹塑性有限元方法，分析了含点蚀缺陷引起的局部减薄对三通管极限载荷的影响。在对常用三通管几何尺寸简化为等径等壁厚的基础上，借助ANSYS软件中的设计语言（APDL），构建了参数化有限元模型。通过改变三通管及缺陷的几何参数，建立任意含点蚀缺陷三通管的有限元模型，实现三通管分析流程的过程控制。并研究了三通管几何参数对其塑性极限载荷的影响，为压力管道分析及使用安全提供一定的参考。     

高墩大跨连续刚构桥非线性稳定计算分析

文章以赫章特大桥为工程背景,以压溃准则为失稳判定准则,利用有限元ANSYS结构分析软件,对采用均布力和集中力两种不同加载方式时的高墩大跨连续刚构桥进行非线性稳定计算。计算结果表明：（1）采用集中力加载方式的计算结果更符合实际情况;（2）失稳模态与风荷载的作用方向有关;（3）结构塑性区域与施加的荷载方式和所施加的风荷载有关。     

开孔隔墙隧道内单列高速列车运行空气阻力的数值模拟研究

开孔隔墙隧道是一种新型的高速铁路隧道结构型式,与传统结构隧道比较,列车通过时空气动力学性能有较大不同。文章基于一维可压缩非定常不等熵流动模型及广义黎曼变量特征线法,建立了隧道内列车运行空气阻力分析方法,模拟了不同长度的有开孔隔墙隧道和无隔墙隧道空气阻力最大值和空气阻力平均值的变化规律,得出隔墙隧道可较大幅度地降低空气阻力,速度一定时隧道长度对内置开孔隔墙空气阻力幅值没有影响的结论。文章研究了2 000 m长度内置隔墙隧道的开孔间距、开孔大小和列车运行速度对空气阻力的影响特性,初步探讨了高速列车通过内置开孔隔墙隧道产生空气阻力与压缩波和膨胀波的关系及空气阻力最大值和车速的关系,为今后进一步研究内置开孔隔墙隧道列车空气阻力和该类结构隧道的工程应用提供了一定的基础。     

马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究

针对马蹄形隧道初期支护结构，采用足尺试验，通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测，分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明：（1）在弹性阶段，支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称，对应的径向位移幅值较小。（2）在塑性阶段，随着外加荷载的增加，支护结构的弯矩和轴力快速增大；支护结构呈现“拱底外凸，拱腰内凹”的变形状态，且近似关于中性轴左右对称。（3）支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏，破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态，裸露的型钢外凸发生弯折破坏，结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。     

基于Zienkiewicz-Pande准则的隧道/巷道围岩弹塑性分析

Zienkiewicz-Pande准则是Mohr-Coulomb准则的改进。文章基于Zienkiewicz-Pande屈服准则,考虑中间主应力作用的影响,通过结合平衡方程推导出了隧道/巷道围岩弹塑性应力、塑性区半径及位移的解析解。在此基础之上给出了具体算例,分析了中间主应力对Zienkiewicz-Pande准则解的影响,最终分别基于Zienkiewicz-Pande准则和Mohr-Coulomb准则对塑性区半径和围岩应力分布进行对比分析。研究结果表明,Zienkiewicz-Pande准则适用于隧道/巷道围岩的弹塑性分析,合理地选用Zienkiewicz-Pande准则对于工程实践具有较大的参考价值。     

大口径管道封堵三通塞柄优化设计及应用

在油气管道维抢修开孔封堵作业中,Φ914 mm及以上管道开孔机顶轴直径大、伸出高度短,利用原有内旁通结构,从加工工艺上不能满足使用要求,不能顶开密封钢球实现上下连通,需要对原塞柄结构进行优化设计.文中对塞柄上丝堵和钢珠密封结构形式进行了改造设计,并通过端面压盖加密封圈实现双重密封、塞柄接管采用工厂预制焊接,与塞柄连接采...     

油气集输站场带压热开孔技术应用

随着油气田不断开发和增产，老旧站场面临着维修改造及改扩建的问题，为避免影响生产作业，需要用到带压开孔技术。结合带压热开孔工艺的技术要点及安全分析，介绍了带压热开孔常用的单开孔、单封堵和封堵不停输3种工艺在非洲某油田站场改扩建工程中的应用场景。根据站场内不同的情况对3种热开孔技术的组合使用，可以实现复杂情况下站内管线不停产改造的目的。     

岩土介质中圆形隧洞围岩压力理论分析进展

无限岩土介质中静水压力作用下圆形隧洞围岩的应力位移分析是地下工程的一个经典问题.文章以材料模型为主线,结合不同的屈服准则和塑性流动法则,对近年来求解该问题解析解或闭合解的文献和取得的成果进行了系统的归纳总结和评述;重点介绍了常见的弹性-理想塑性模型、弹-脆-塑性模型和弹性-应变软化模型及其结合Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则得到的主要分析结果;同时介绍了弹-塑-脆-塑性模型、黏弹性模型等材料模型的最新研究进展.     

带压开孔设备自动化研究

文中针对常用的带压开孔设备进行改造可行性研究,通过对设备整体结构的分析,形成了一套带压开孔设备自动化改造方案,并最终制造出一套成机。改造后的设备可以减少开孔过程中对操作人员的过分依赖,并且通过异常报警等功能提高了整体操作安全性。     

带体积型缺陷压力管道极限载荷的有限元分析

管道在使用过程中会出现各种缺陷,主要以腐蚀造成的体积型缺陷为主。采用有限元弹塑性分析方法,基于Von—Mise屈服准则,对含体积型缺陷的压力管道进行非线性分析,研究腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对压力管道极限载荷的影响。与含腐蚀缺陷管道的水压试验结果及ASME B31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性。     

矿山法隧道道床隆起病害治理施工方法

雨水以及渗漏水通过岩层面及裂隙渗入到矿山法隧道周边,当地下水压力超出了隧道的极限承载能力时,将致使隧道结构发生破坏。结合南京轨交某矿山法隧道道床隆起病害,详细介绍了打设泄压孔、锚杆加固处理、道床环氧树脂加固3项治理方案,并对整治效果进行了分析,可供类似工程的修复加固参考和借鉴。     

上海轨道交通2号线淞虹路站增设轨排孔的结构设计探讨

上海轨道交通2号线淞虹路站工程实施过程中，为满足增设轨排孔的变更需求，导致单层墙地下结构中楼板开孔结构设计面临着不少制约的因素和难点，详细介绍了解决这些问题的方法和设计手段。