25Cr1Mo钢蠕变裂纹特性数值模拟分析

利用有限元软件ANSYS模拟2.25Cr1Mo钢紧凑拉伸试样的蠕变裂纹扩展特性,得到在不同温度、不同应力下蠕变裂纹长度随时间的变化曲线.结果表明:随着温度和应力的升高,蠕变裂纹扩展速率变快.同时,验证了随着应力的降低,孕育期和传播期的时间将延长,裂纹扩展速率也将变得缓慢的结论.     

内压载荷下X80管道裂纹应力分布规律研究

为了研究内压作用下管道裂纹应力场分布规律,以含有表面裂纹的X80管道为研究对象,对不同形状、不同方向、不同内压、不同尺寸的含裂纹管道进行仿真分析和实验验证。结果表明:裂纹尖端处应力远大于裂纹中心应力。裂纹形状对应力影响作用较小,随着裂纹方向与管道轴向夹角增大,裂纹尖端应力先增大后减小,随着管道内压、裂纹深度、裂纹长度的增大,裂纹尖端处应力随之线性增大。其中,裂纹长度对裂纹尖端应力的影响小于管道内压和裂纹深度。     

残余应力在焊管疲劳特性方面的重要性

采用悬臂弯曲试验的方法，研究了平均应力对两种焊管结构疲劳特性的影响，满角焊管的疲劳强度随平均应力而改变，但对接焊管的疲劳强度则不随平均应力而改变，满角焊管的疲劳裂纹从外表面的焊趾开始，而对接焊管则人催表面的咬边开始，测定疲劳裂纹的扩展速率及测定残余应沿管壁分布的结果表明，满角焊管和对焊接管疲劳特性之所认不同，其原因是焊接引起的内表面残余应力和外表面的残余压应力，这就意识着沿内表面造成残余压力将是改     

岩石蠕变对隧道二次衬砌结构影响的研究

岩石蠕变是岩石的重要力学特征之一.在隧道开挖完之后的很长时间内,围岩会因为蠕变而进行应力调整,蠕变产生的荷载由隧道的初期支护和二次衬砌联合承担.在隧道设计中往往将二次衬砌作为安全储备,而没有分析围岩蠕变荷载对二次衬砌的影响,因此分析隧道二次衬砌受力以及健康程度随时间的变化是十分有必要的.文章结合泥巴山隧道工程,利用大型有限差分软件FLAC3d的Burgers蠕变模型,分析了不同时间蠕变对围岩应力重分布以及对二次衬砌的力学性能的影响,得出了一些有价值的结论.     

三通内拐角椭圆裂纹应力强度因子分析

应力强度因子K1是缺陷结构安全评定参数,三通内拐角椭圆裂纹应力强度因子计算十分复杂。用ANSYS软件建立内压载荷下三通内拐角椭圆裂纹有限元模型,计算了不同几何结构参数下裂纹的应力强度因子K1,拟合了裂纹前缘的形状因子F计算公式。结果表明：内压下三通内拐角椭圆裂纹前缘形状因子最大值出现在主管或支管表面位置;三通主管壁厚增加,形状因子F减小;内压下椭圆裂纹有扩展为圆形裂纹的趋势。     

新建路面沥青混合料芯样的固有各向异性研究

文章基于工程实践,对现场新建路面进行取样开展蠕变试验,计算不同温度、加载时间、频率下的沥青混合料的蠕变柔量、松弛模量、动态模量,并对沥青混合料的各向异性进行计算和分析。研究发现：沥青混合料的蠕变性能各向异性随着温度和加载时间的增大而增大;松弛性能各向异性随着温度和加载时间的增大而减小;动态性能各向异性随着温度升高、加载频率的降低而增大。同时,基于西格摩德模型,以20℃为例,对沥青混合料各向异性随温度及频率的变化曲线进行拟合,计算得到沥青混合料蠕变性能、松弛性能、动态性能与加载时间、频率的曲线模型,通过对比模型与数据曲线图可以发现,各向异性曲线模型与试验计算结果的拟合程度较好,可以用于指导沥青路面结构响应分析和结构设计,为今后基于沥青各向异性开展的设计和研究工作提供指导和借鉴。     

基于改进Weertman模型的炭质岩隧道围岩蠕变特性研究

炭质岩隧道围岩变形具有量值大、变形快且持续时间长、受开挖扰动大及蠕变变形等特点,是炭质岩隧道施工所面临的关键技术难题。基于此,文章以广西河百高速公路炭质岩隧道围岩位移、温度变化情况作为统计依据,将温度与时间建立函数关系,引入Weertman蠕变模型,从机理上研究温度随时间变化下围岩的蠕变特性,揭示炭质岩隧道围岩蠕变机制及发展规律。结果表明:在不考虑渗压条件下,改进Weertman模型能有效计算分析及预测温度随时间变化下炭质岩隧道围岩的蠕变发展规律,对炭质岩隧道设计、施工和运维具有指导意义。     

人工冻土蠕变试验及损伤经验模型分析

在冻结法施工中,掌握冻土的蠕变特性对评价冻结壁的稳定性至关重要。文章通过对山西某矿粘土层进行不同冻结温度下单轴抗压及蠕变试验,得到蠕变随冻结温度、加载应力变化的规律。在分析Kachanov损伤理论模型及人工冻土蠕变经验模型特性的基础上,建立人工冻土理论-经验蠕变模型。通过对比分析建立模型计算值与人工冻结粘土蠕变试验结果,模型计算曲线与试验数据曲线拟合度较高,两者均反映了初始弹性变形、应变加速度逐渐减小至加速度为零的过程;若试样发生破坏,曲线则会在应变加速度为零的基础上继续加速上升。该模型能够反映深部人工冻土的各阶段蠕变特性,能为指导冻结法施工提供科学依据。     

低温地区橡胶沥青应力吸收层对沥青路面结构温度应力的影响

本文采用有限元软件对低温地区典型的半刚性沥青路面结构进行了力学响应模拟,分别计算了温度应力和温度与荷载共同作用下的路面结构力学响应,分析了不同时刻路面内部温度应力随外界环境的变化规律,计算结果表明:无论是单独温度作用,还是荷载和温度共同作用,路面结构应力随外界气温呈现周期性变化,设置应力吸收层可显著减小沥青层底拉应力,说明设置应力吸收层可抑制或减缓基层反射裂缝向面层扩展。     

裂纹位置与深度对围岩岩体稳定性的影响分析

在隧道掘进过程中,天然地应力的平衡状态将会受到破坏并进行应力重分布,在构造应力场或自重应力场作用下将会引发裂纹的起裂、扩展和贯通,从而导致隧道的失稳坍塌。文章采用数值模拟和室内模型试验方法对比分析了裂纹位置、长度、深度等因素对马蹄形断面隧道围岩结构稳定性的影响。其中,数值模拟分析了隧道围岩的破坏形式及对裂纹尖端应力强度因子的计算,隧道模型试验研究了裂纹对隧道模型抗压强度的影响。结果表明:(1)数值模拟结果与模型试验结果较为吻合;(2)裂纹位于马蹄形隧道的拐角处或裂纹倾角为45°时,对隧道的稳定性削弱作用最大;(3)隧道围岩内裂纹的长度越长,隧道模型的抗压强度越小;(4)裂纹长度达到一定程度时,裂纹深度对隧道的危害性作用基本呈线性增加的趋势;(5)裂纹缺陷对隧道围岩应力重分布及破坏形式有较大的影响。     

氢在高强度管道钢应力腐蚀中的作用

用显微镜观察了不同充氢电流下X80管道钢恒载荷拉伸试样的显微组织和断口形貌 ,测定了管道钢中氢致附加应力。结果表明 :随氢浓度增加、应力减小 ,试样断口逐渐从韧性断口向脆性断口过渡 ;断裂微裂纹通常在点蚀坑和杂质处形成并呈不连续扩展 ,形成穿晶断裂 ;管道钢中氢致附加应力随氢浓度的增加而线性升高     

多聚磷酸改性沥青混合料低温断裂性能研究

文章针对多聚磷酸(PPA)对沥青材料低温断裂性能的影响进行研究,并深入揭示PPA与沥青分子的相互作用。将不同掺量(0、0.5%、1.0%、1.5%)的PPA添加到基质沥青中,制备了不同掺量的PPA改性沥青,分别基于弯曲梁流变仪(BBR)试验和半圆弯曲(SCB)试验来评价PPA对沥青及其混合料的低温抗裂性。结果表明：当PPA掺量从0.5%增加到1.5%时,沥青的低温临界开裂温度增加,这说明过量的PPA对沥青的低温抗裂性能有负面影响。而沥青混合料试件的断裂能、裂缝扩展速率和SCB开裂指数显示,PPA能改善沥青混合料裂纹扩展过程中的延滞行为,1.0%的PPA可明显改善沥青混合料的低温抗裂性能,过量的PPA则会提高其低温断裂的可能性。     

粗纤维增强钢筋混凝土截面的时效分析

将粗合成纤维用于隧道管片衬砌可以提高其强度,但在持续弯曲荷载作用下构件会随时间发生蠕变和出现裂缝。随着对混凝土裂缝应对能力的提升,粗合成纤维作为一种可用的替代品,凭借优良的经济性和耐久性等优势,在隧道管片制作中将得到越来越广泛的应用。文章基于时效特性分析了在持续弯矩和轴向应力作用下,粗纤维增强钢筋混凝土横截面的蠕变和收缩效应,并通过算例进行了验证。研究结果表明:混凝土中的纤维对于提高构件横截面的抗弯强度作用有限,但是纤维减少了构件在服役期间的蠕变,并且当纤维与普通钢筋共同作用时,能显著减少最大裂缝的宽度值。     

不同温度下沥青混合料水敏感性研究

沥青路面具有温度敏感性且在水的作用下会出现多种早期损坏,为了评价不同温度下沥青混合料的水敏感性和永久变形,制作了饱水和干燥条件下的密级配沥青混合料试件,采用动态蠕变试验研究温度、湿度和荷载耦合作用下沥青混合料的永久变形行为。结果表明:蠕变曲线可以较好地评价沥青混合料的水敏感性,40℃时,饱水试件的永久变形增加速率较干燥试件的更大,40℃比5℃时的湿度对沥青混合料更具有破坏性,在5℃低温条件下,饱水试件的抗变形能力较弱。     

CG-220/100M3型低温过热器失效分析及对策

分析了CG - 2 2 0 / 10 0M3型低温过热器失效的原因 ,在进行材料的成分、力学性能、材料组织、电镜分析的同时 ,结合运行寿命分析 ,认为失效的主要原因是烟气通道堵灰严重 ,形成烟气短路 ,导致部分炉管超温 ,发生高温蠕变损伤 ,在应力的作用下 ,形成蠕变孔洞 ,进而形成裂纹 ,从而导致最终的爆裂失效。根据分析的结果 ,提出了预防措施     

半刚性路面Top-Down裂缝及其应力强度因子分析

为了研究荷载应力和温度应力对半刚性沥青路面Top-Down裂缝扩展的影响,文章基于断裂力学理论,运用有限元方法,建立弹性层状连续的二维路面结构模型,分析高温状况荷载的超载比例、既有裂缝长度和低温状况既有裂缝长度对裂缝尖端应力强度因子的影响,计算时考虑了路面非均匀温度场和温度与沥青混合料弹性模量关系。结果表明超载比例增加、既有裂缝长度增加都会导致裂缝尖端的应力强度因子线性增加,低温状况温度应力作用比高温状况荷载应力作用更易加速Top-Down裂缝的扩展。     

特大桥承台大体积混凝土水化温度控制研究

文章针对扶典口特大桥承台大体积混凝土结构特点,因地制宜就地选材,配置低水化热混凝土配合比,并通过大体积混凝土温度应力仿真计算分析,结合施工经验,采取冷却通水和蓄水养护等措施对大体积混凝土温度裂纹进行有效控制,保证了施工质量,避免了大体积混凝土温度裂纹的发生。     

拱肩裂纹对隧道稳定性影响的数值分析与试验研究

文章利用Abaqus软件,分析了拱肩裂纹对直墙拱形隧道整体稳定性和强度的影响,归纳了模型的破坏规律;数值模拟计算出了隧道周边各点的Tresca应力和裂纹尖端的应力强度因子YI和YⅡ,并采用模型试验对模拟结果加以验证。结果表明,拱肩处的贯通裂纹会降低直墙拱形隧道的整体稳定性及强度,随着裂纹与侧壁夹角θ的变化,裂纹对隧道的影响程度有所不同,当θ=130°时,裂纹对直墙拱形隧道的整体稳定性及强度影响最大,裂纹尖端的无量纲应力强度因子YⅡ也最大,应力集中现象最为明显。     

锅炉管道三通焊缝裂纹分析及预防研究

文中通过对HG-1900/25.4-YM7型600 MW超临界变压运行直流锅炉管道三通焊缝裂纹进行缺陷分析,结合金相和硬度检测,确定主蒸汽管道三通两侧焊缝设计不合理、主蒸汽管道管系与支吊架布置是造成缺陷焊缝的主要原因。提出了预防措施方案,对锅炉启停进行应力分析,对锅炉钢材蠕变疲劳问题进行寿命估算,结合应力分析与寿命估算进一步改进焊接技术,全方位地加强对焊缝的检验。     

关于管道钢的应力腐蚀开裂问题

管道应力腐蚀开裂是从潜伏在管道表面上的小裂纹发展起来的,引起应力腐蚀开裂必须同时具备三个条件,即拉应力、特定的腐蚀环境和敏感的管道材料。管道内表面接触Ｈ２Ｓ、ＣＯ２会形成腐蚀性介质,造成硫化物应力腐蚀开裂。埋地管线外壁在保护涂层和阴极保护失效的情况下,也会引起外壁应力腐蚀开裂。中性ｐＨ值应力腐蚀开裂４个因素条件即防腐层、土壤、温度和阴极保护电流的状况。建议要考虑管道裂纹的内检测工具的通过,加强对国