金属泡沫断裂韧性的试验研究

金属泡沫在其实际应用中,断裂性能和断裂韧性对于承载的多孔金属泡沫有着重要的意义。基于美国试验材料学会相关标准,采用三点弯曲试样测定了铝泡沫的I型断裂韧性。研究表明,金属泡沫的断裂为脆性断裂,在裂纹尖端附近,孔壁最薄弱的区域最容易发生变形;随着进一步加载,一些孔壁发生断裂,微裂纹在断裂尖端附近出现。随着载荷的增加,主裂纹在缺口根部形成或由微裂纹合并而成,并开始在多孔结构内传播。裂纹沿着结构最薄弱处传播,并产生次生裂纹和裂纹桥。裂纹总的扩展方式还是I型断裂。根据试验P-V曲线特点,取最大载荷点对应的力与位移求解出铝泡沫的裂纹尖端临界张开位移的平均值为0.051 mm。     

多弯头管道磁致伸缩导波无损检测技术

为了研究超声导波在弯管中的传播特性及检测可行性,使用磁致伸缩导波仪器及传感器对多弯头管道进行了检测实验,并对弯管中导波的传播速度、模态转换、能量衰减等现象进行了探讨。结果表明:当弯管弯曲程度较小时,弯管中导波传播速度与直管中近似;弯管中导波存在明显的模态转换现象;弯管中导波能量随着时间近似呈指数形式衰减,且衰减规律与激励频率存在密切联系。该研究结果可以为复杂结构弯曲管道的导波检测提供参考。     

基于可靠度的管道支架结构设计表达式研究

运用可靠度的相关理论及方法,针对管道支架结构的实际情况,考虑了钢筋混凝土结构支架和钢结构支架两种形式的9种常用代表性结构构件,确定了管道支架结构的最优荷栽分项系数以及管道支架结构设计表达式。     

物理弱间断线上Ⅲ型斜交裂纹高阶渐近场

针对功能梯度材料层/均匀材料基体的物理弱间断线上斜交裂纹,通过分离变量和级数展开法构造位移函数,求得了裂纹尖端高阶渐近场。其界面裂纹尖端高阶渐近应力场具有与均匀材料相同的r-1/2的奇异性。由高阶项的表达式可知：材料非均匀性对应力场有显著影响。数学上,该解为此类问题的特征函数,能够描述此类材料各种含裂纹结构的整个应力场和位移场,当非均匀参数为零时,它可以退化到均匀材料反平面裂纹问题经典的W il-liam s解。     

管道热边界层理论的研究

研究了高粘性液体管道流动的热边界层理论。利用圆柱坐标粘性流运动基本微分方程,提出了管道热边界层方程,推导出边界层中的温度分布以及层流和紊流时热边界层厚度的常微分方程和解析解计算表达式,并通过Matlab编程实例,给出了热边界层厚度解析解与数值解的比较。计算结果表明:1)粘性的影响将使得热边界层的发展加快,随着粘性和流量的增大,其影响将更加显著;2)紊流时热边界层的发展比层流时要慢。     

管道在线检测技术及检测机器人研究

概述了管道检测技术发展现状,介绍了最新检测技术的原理,分析了管道内检测机器人的技术要点,概括介绍了课题组在差压式管内检测机器人周围流场建模与仿真、腐蚀环境下管道钢裂纹群演化的混沌动力学、差压式管内检测机器人的通过性能、管内检测机器人运行速度和姿态分析及运动状态控制、管内检测机器人小型化、小型化管内检测机器人检测精度、小型化管内检测机器人定位精度及管道剩余寿命的预测方法等方面的研究进展,为今后的研究打下了坚实的基础。     

管道热边界层方程的迎风有限元分析

对于管道热边界层方程,除了采用动量积分方法求得理论解析解外,也可以用数值方法求解,如有限差分、有限体积、有限元等方法.理论解析解是采用一定的简化并忽略若干项之后得到的,因此,也只是一种近似解,数值解可以考虑完整的方程和各种边界条件,因而其解较为全面.采用伽辽金有限元方法求解,管道热边界层方程为标准的对流扩散方程,当对流项较强时,需要采用迎风方法,因而也给出了迎风有限元方法的模型.     

Monte-Carlo法在含缺陷管道腐蚀失效概率评定中的应用

腐蚀是引起管道事故的一个主要原因,我国在役长输管道大部分腐蚀严重,因此有必要对含缺陷管道的腐蚀失效概率进行评定.由于B31G规范评定结果偏于保守,因此采用修正的B31G规范对腐蚀缺陷进行评定,考虑到腐蚀缺陷有关参数的不确定性,利用Monte-Carlo法计算含缺陷管道的腐蚀失效概率.通过对一段实际管道腐蚀失效概率的计算,验证了Monte-Carlo法的可行性.     

一起管道燃气火灾爆炸事故爆炸点形成原因探讨

通过对一起居民住宅管道燃气泄漏火灾爆炸事故现场破坏程度的勘查,分析了在管道燃气泄漏后,由于燃气化学组分和理化性质的不同,室内环境因素影响扩散条件的不同,不同浓度的爆炸性混合气体在不同的部位出现了不同的形成过程,从理论上论证了管道燃气的泄漏点不一定就是中心爆炸点的火灾现场现象。     

分布参数管道的一种改进的小分段数有限元模型

在分段数为１和２时，现有有限元模型的一阶谐振频率比一维分布参数模型的一阶谐振频率低许多，因而其适用的频率范围较低，计算精度较差。本文提出了一种改进的小分段数有限元模型，通过修正流体管道的并联导纳使分段数为１和２时的有限元模型的一阶谐振频率与一维分布参数模型一致，从而提高了其使用的频率范围和计算精度。利用单根管道阀门关闭的水击问题的仿真计算对改进模型的效果进行了验证。在分段数为２时，原有的有限元模型的计算结果与分布参数模型的计算结果相差较大，而改进后的模型的计算结果与分布参数模型的计算结果基本一致。