复杂载荷下裂纹SIF计算的子模型技术

对船舶与海洋工程结构物进行疲劳评估,首先要通过子模型技术解决复杂应力场中裂纹应力强度因子(SIF)的计算问题。针对子模型技术实现过程繁杂且效率较低的问题,分别提出"逐周分层法","转换矩阵法"及"映射划分法"并基于VBA及APDL语言编写插件MPCarrangerV1.0,FEMcoortransferV1.0及CrackmapperV1.0,解决从Patran整体有限元模型到Ansys子模型时壳体单元间MPC创建低效、不同坐标系间节点位置转换困难及裂纹自由划分的局限性问题。基于DNV及ABS相关规范,以某B型LNG燃料舱的疲劳热点为例,对改进的子模型技术进行验证,结果表明经改进的子模型技术可成功施加合理边界条件并实现SIF的求解,可为子模型技术快速实现复杂载荷下裂纹SIF的准确计算提供参考。     

深海超高压环境模拟容器裂纹评定

深海超高压环境模拟容器用于模拟水下压力环境,其容器壁上承受反复载荷,容易产生疲劳裂纹.疲劳裂纹扩展是影响其断裂的主要因素.本文旨在分析半椭圆裂纹在老化的深海超高压环境模拟容器中的扩展行为,评估容器的安全性,因此对材料20MnMoNb钢的裂纹扩展特性进行了试验研究,首先考虑三角形和梯形加载情况,通过比较两组实验结果,考察了其材料对保载时间的敏感性.采用基于统一的裂纹扩展率模型的三维有限元方法进行了疲劳裂纹扩展计算,并通过CT试样的一组数值和实验结果进行了验证,最后建立了不同初始尺寸、展弦比和倾角的裂纹有限元模型,并根据裂纹在容器内壁的容许深度准则,计算了容器的剩余寿命.其分析结果可为深海超高压环境模拟容器可靠性评估提供参考.     

爆炸硬化高锰钢组合辙叉水平裂纹伤损分析

爆炸硬化高锰钢组合辙叉是近几年针对重载铁路使用条件开发的一种新型固定型辙叉产品,在批量上道使用后,水平裂纹伤损发生频次逐渐增加,引起广泛的关注。对水平裂纹伤损产生的原因进行分析,并提出多项改进措施。通过改进措施的实施,在朔黄线取得了较好的改进效果。实际结果表明,通过不断改进工艺、提高质量、加强维护,爆炸硬化高锰钢组合辙叉能够实现通过总重3亿t以上的目标。     

船用SUS321管材失效模式影响分析

船用SUS321不锈钢材料非常普通,在船舶管路修造中应用广泛。若该牌号材料在泵压、调试过程中发生了开裂、爆管、泄漏等问题,则极易引起严重后果。文章对上海华润大东船务工程有限公司承修某船舶液压油路所使用的SUS321不锈钢管材爆管腐蚀失效模式影响进行分析研究(FMEA)。论述了船用SUS321不锈钢材料发生问题的原因,及在特定设计环境情况下是否产生质量问题。     

钢质海船腐蚀特点与防护措施

腐蚀是影响钢质海船正常使用的主要因素之一,具有普遍存在性和不可避免性,为了减少钢质海船腐蚀程度,文章从腐蚀的特点、机理出发,对目前已有的金属腐蚀防护措施进行论述,并针对全船不同区域腐蚀特点提出相应的防腐策略。船体、高温高湿舱室易发生均匀腐蚀,液舱易发生点腐蚀。牺牲阳极法适用于小型船舶、压载水舱的防腐,外加电流法适用于大型船舶船体水下部分的防腐。     

TC4合金的超声空穴腐蚀研究

TC4钛合金(Ti-6Al-4V)是当前产量最高,应用最为广泛的钛合金之一,其具有耐腐蚀性好、强度高、密度低等优点,在航空航天、造船、机械制造等领域发挥着至关重要的作用。当前,超声技术是提高TC4合金耐腐蚀性的主要手段之一,其能够以较低的成本显著地提高TC4合金的耐腐蚀性。然而,对于经过超声处理的TC4合金的耐空穴腐蚀性能,仍然未有研究。在燃气轮机、船舶制造等领域,空穴腐蚀是TC4合金面临的主要威胁,本文所做的工作具有一定的借鉴意义。     

腐蚀裂纹损伤下船舶管路抗冲击时变剩余强度研究

舰艇管路系统对冲击载荷作用非常敏感,遭受冲击载荷后通常会引起管路系统应力或变形过大而破坏,而裂纹和腐蚀作为常见的一种损伤缺陷导致结构承载力下降,降低管路系统的使用寿命。因此针对典型管路系统管路段,建立仿真精度较高的典型管路有限元模型,对典型管路系统管抗冲击性能进行分析;根据仿真分析结果,确定管路结构强度的薄弱节点或分段(称之为关键节点或关键结构)作为裂纹扩展的初始点。基于管路系统腐蚀和裂纹的发展规律和有限元计算方法,建立管路系统时变剩余强度预报模型,发展一种分别计及腐蚀、裂纹2种因素作用下,舰艇管路系统在三向冲击载荷作用下剩余强度的计算方法和实现流程。在此基础上,分别研究裂纹损伤、腐蚀损伤在不同服役年限下冲击载荷对舰艇管路时变剩余强度的影响规律。     

船舶海水管系的腐蚀问题及防止措施

船舶海水管系的腐蚀问题是影响使用和维修费用的重要因素。文章针对目前海水管系腐蚀情况,主要分析了船舶管系腐蚀特点和机理,并推断了的影响腐蚀的主要因素,同时提出了几种防腐措施,可供参考。