大型半潜式钻井平台安全关键技术研究

BINGO—9000型平台是目前世界上最先进的第五代半潜式钻井平台，能在深海(工作水深3000m)，恶劣气候海况(零下20℃、风速41m／s、浪高32m)下开采石油。以BINGO—9000型平台为例，介绍了平台结构和压载状态实时监测系统设计的关键技术问题，以及基于疲劳寿命分析的结构设计思想。展开了该平台波浪载荷的分析计算，在此基础上对主体结构进行了三维有限元强度分析。对平台特殊结构如K型管节点及支撑结构和立柱结构进行了强度分析和疲劳寿命分析。还研究了平台吃水数据采集、压载状态监测等技术。通过以上关键技术的研究，平台结构设计更趋安全可靠合理，既具有必需的强度储备，又可减轻结构重量。     

预应力混凝土连续箱梁桥混凝土疲劳应力限值研究

大量预应力混凝土连续箱梁桥在服役期内发生腹板斜裂缝病害,引发了研究人员对于混凝土疲劳应力问题的探讨．结合中国的预应力混凝土桥涵设计规范与混凝土结构设计规范（GB50010—2002）、英国BSEN1992—1—1混凝土设计细则、欧洲CEB—FIPMC1990规范和美国AASHTO2004规范关于混凝土疲劳应力验算的规定,对混凝土疲劳应力验算方法进行了比较．并以某预应力混凝土连续箱梁桥为例,对各规范中混凝土疲劳验算的具体过程进行了计算与分析,验证了规范的合理性以及适用性．分析结果表明,中国规范的疲劳应力限值较国外规范偏高．在对构件进行疲劳设计时,推荐采用CEB—FIP规范提供的验算方法．     

沥青混合料疲劳性能影响因素的正交试验分析

应用正交试验设计方法指导优化室内疲劳试验,通过直观分析和方差分析研究了不同的级配、沥青品种、油石比、应变水平、间歇时间和试验温度对混合料疲劳性能的影响程度;并结合实际对各个因素的影响规律进行了分析,可为沥青混合料的抗疲劳设计提供一定的参考。     

车辆变刚度弹簧组的"当量挠度法"疲劳试验方法研究

依据车辆承载弹簧的实际运用状态,提出采用"当量挠度法"对转向架变刚度弹簧组进行疲劳试验,以货车转8G、转K2和转K4型新型转向架为研究对象进行了理论分析,并确定了试验参数。研究结果和建议可供设计部门制定产品技术要求,主管部门修订相关标准时参考。     

SS3B电力机车车轴轮座显微裂纹分析及对策

进行了SS3B电力机车车轴的计算分析 ,结合微动疲劳理论分析了车轴轮座内侧产生显微疲劳裂纹的原因 ,提出了采用使车轴表层形成压应力和提高车轴强度的方法 ,提高SS3B电力机车车轴寿命的对策。     

江阴长江大桥钢箱梁疲劳应力监测及寿命分析

针对江阴长江大桥钢箱梁,进行了疲劳应力的监测分析和疲劳寿命的预测研究。利用实桥布设的应变传感器获取应变时程数据,处理成应力时程数据并结合雨流计数法技术,得到“日应力谱”和“标准日应力谱”。根据相关疲劳规范,研究了钢箱梁的疲劳寿命等问题。结果表明,由于车辆荷载谱或有限元模型均存在大量的假定简化,利用记录的应变（应力）时程数据进行疲劳寿命评估,为准确可靠的研究方法;应变传感器记录分析得到的日应力谱具有相似规律,“标准日应力谱”方法可以有效地处理应变传感器记录的大量实测数据。     

转向架构架载荷谱频域校准与建立方法

分析了时域内准静态载荷-应力传递关系, 以载荷间互谱密度的参数作为载荷耦合作用的表征量, 基于多轴频域疲劳基本理论推导了频域内等效应力的表达式; 得到了与多轴加载等效的分立载荷系的表达式; 为保证载荷谱计算损伤可以覆盖线路实测损伤, 以应力信号自功率谱密度的0阶谱矩作为表征损伤的参量, 约束载荷对测点损伤的贡献占比, 根据损伤一致性原则, 采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行载荷校准; 对国内某型地铁转向架构架进行线路测试, 获得了载荷和应力数据, 并进行了数据分析。研究结果表明: 载荷系中构架横向载荷的线路实测方差最大, 为5.08, 电机横向载荷方差最小, 为0.02;频域内考虑载荷耦合效应的损伤校准精度为1.08×10^-5, 而采用时域分立谱的损伤校准精度为2.91×10^-3, 频域法比时域法的校准精度提高了99.63%;频域内考虑耦合作用的载荷校准系数的综合调整倍数为31.81, 相比时域内采用分立谱校准系数的调整倍数下降了41.71%, 频域法的系数调整最大倍数为6.99, 时域法为15.68, 前者比后者降低了55.42%。可见: 频域内考虑载荷耦合作用的校准方法在误差精度上要优于时域内采用分立谱的校准方法; 频域法的系数调整比例的分散度低于时域法, 校准载荷更接近实测载荷, 校准结果可信度高; 由于校准过程中考虑了载荷间的关联性, 研究得到的载荷系可同时应用于试验台多轴加载以及仿真独立加载, 实现了2种加载方式的统一, 为构架载荷谱的建立方式提出了新思路。     

6110柴油机曲轴的三维有限元分析

对6110柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态和变形情况,并对曲轴在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。对曲轴带飞轮和皮带轮及不带飞轮和皮带轮两种情况下进行了模态分析,并进行了比较。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。     

在室温及低温下316L、316LN不锈钢单轴低周疲劳特性的研究

本文在室温及低温下对316L、316LN奥氏体不锈钢进行了单独拉压低周疲劳试验及其微结构观察，利用穆斯堡尔谱方法，间接地证实了至今尚未得到试验证实的在316LN不锈钢中存在IS结合体的假设，基于宏观微观试验研究结果，深入研究了不锈钢的单轴低周疲劳特性对合金元素氮和试验温度依赖性的微观机理。     

材料、结构和工艺因素对高强度螺栓疲劳性能的影响试验研究

对影响高强度螺栓疲劳性能的材料、结构和工艺等因素进行了较广泛的对比试验研究。比较了6种材料疲劳试样的疲劳性能;考察了硬度、再回火、去应力退火、表面脱碳、滚丝/磷化的先后顺序、头下圆角粗糙度、滚丝轮螺纹牙形、头下圆角过渡形式等因素对高强度螺栓疲劳性能的影响。