复杂载荷下双金属复合管的屈曲失效研究 被引量：13

1

作者 郭奕蓉 张建勋 +1 位作者 秦庆华 谭丁森 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期342-353,共12页

论文采用有限元方法系统地研究了复杂载荷下双金属复合管的屈曲失效,三维有限元数值模型考虑了双金属复合管的准静态复合成型制造过程中产生的残余应力,分析了外基管直径、内衬管壁厚、内外管初始间隙、内衬管屈服强度、内压及内外管间... 论文采用有限元方法系统地研究了复杂载荷下双金属复合管的屈曲失效,三维有限元数值模型考虑了双金属复合管的准静态复合成型制造过程中产生的残余应力,分析了外基管直径、内衬管壁厚、内外管初始间隙、内衬管屈服强度、内压及内外管间摩擦力等因素对双金属复合管屈曲失效的影响.结果表明,加载路径、复合管的几何尺寸及内衬管的屈服强度对双金属复合管的屈曲性能均有较大影响,内充压力可以延缓内衬管的屈曲.该研究结果将为双金属复合管的设计和应用提供重要的技术支持. 展开更多

关键词 双金属复合管 数值模型 加载路径 屈曲失效

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尾管固井回接压裂套管屈曲失效研究 被引量：10

2

作者 杨同玉 韩峰 马兰荣 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期666-669,共4页

尾管固井回接压裂技术已成为中石化鄂北致密低渗油气藏储层改造的重要手段,压裂施工中的高压对回接套管的结构安全性提出了很高的要求。针对尾管固井回接压裂施工中套管出现的屈曲变形,运用理论分析和数值模拟方法研究了套管在高压作用... 尾管固井回接压裂技术已成为中石化鄂北致密低渗油气藏储层改造的重要手段,压裂施工中的高压对回接套管的结构安全性提出了很高的要求。针对尾管固井回接压裂施工中套管出现的屈曲变形,运用理论分析和数值模拟方法研究了套管在高压作用下的屈曲失效形式。分析结果表明,Ф114.3 mm N80钢级的回接套管在不同施工压力下的屈曲失效形式是不同的。当施工压力超过20 MPa时,套管就会发生正弦屈曲;压力超过50 MPa时,套管将会以螺旋屈曲的形式发生失效。为保障施工安全,提出了预防套管失效的关键措施,优化了回接管柱方案。 展开更多

关键词 尾管固井 回接 分段压裂 套管 屈曲失效

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多孔材料在压缩载荷作用下的屈曲失效模式分析 被引量：9

3

作者 刘培生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期8801-8806,共6页

压缩是工程材料最基本的承载方式之一,多孔材料中的孔棱受到压缩载荷时可能产生屈曲行为.建立了各向同性三维网状高孔率多孔材料的简化结构失效模型,分析了这种材料在不同压缩载荷作用下由于孔棱发生屈曲而引起的失效模式,系统地得出了... 压缩是工程材料最基本的承载方式之一,多孔材料中的孔棱受到压缩载荷时可能产生屈曲行为.建立了各向同性三维网状高孔率多孔材料的简化结构失效模型,分析了这种材料在不同压缩载荷作用下由于孔棱发生屈曲而引起的失效模式,系统地得出了单向压缩、双向压缩和三向压缩等三种承载形式下这种多孔体受压而导致孔棱屈曲时名义主应力与孔率的数理关系.在此基础上,进一步得出了此类材料在压缩载荷作用下发生孔棱屈曲的载荷条件. 展开更多

关键词 多孔材料 泡沫材料 压缩载荷 屈曲失效

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后挖沟深度对深海海底管道屈曲影响数值分析 被引量：9

4

作者 李修波 刘可安 +1 位作者 王华昆 王鸿飞 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第3期152-160,共9页

鉴于海底管道的服役水深越来越深,主要采用犁式挖沟机对预铺设于海床之上的海底管道采取后挖沟的方式将海底管道埋设于海床之下,以保护其免受不必要的损伤。针对后挖沟深度H是海底挖沟机的重要设计参数,也是影响管道悬跨的重要因素的问... 鉴于海底管道的服役水深越来越深,主要采用犁式挖沟机对预铺设于海床之上的海底管道采取后挖沟的方式将海底管道埋设于海床之下,以保护其免受不必要的损伤。针对后挖沟深度H是海底挖沟机的重要设计参数,也是影响管道悬跨的重要因素的问题,对SMD(UK)犁式挖沟机展开参数优化,确保作业过程中悬跨段管道在外部静水压力作用下,海底管道不会发生屈曲破坏。采用ABAQUS软件,分别建立了作业前和作业中两种工况下的悬跨模型,分析机械手对接触部分管道的损伤,结果显示,作业中的机械手对悬跨管道的损伤更大;同时,建立了作业中不同管径下,后挖沟深度对管道损伤的安全裕量关系曲线。进一步,结合作业中不同挖沟深度下的管跨段屈曲数值模型,对处于外部静水压力作用下的悬跨管的屈曲失效展开分析,结果显示,随着后挖沟深度的加大,不同管径下的悬跨段管道局部出现塑性压溃的临界压力值不断降低;管道外径的增大,降低了同一后挖沟深度下发生屈曲失效的压力值。最后,在后挖沟深度与外部静水压力组成的区域内,建立屈曲失效临界关系曲线,并划分出工作区和压溃区,为深海管道后挖沟埋管的施工提供工程参考。 展开更多

关键词 犁式挖沟机 后挖沟深度 海底管道 屈曲失效 损伤模型 压溃压力

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复杂载荷作用下双金属复合管的屈曲失效模拟分析 被引量：8

5

作者 张春迎 余建星 +5 位作者 余杨 韩梦雪 李牧之 颜铠阳 成司元 徐立新 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期168-173,共6页

双金属复合管在海洋工程中应用广泛,使用过程中极易发生屈曲失效和内衬管褶皱现象。本文使用ABAQUS有限元软件,分析了双金属复合管液压成形过程及其在复杂载荷下的屈曲失效,研究了残余应力、管道径厚比和材料属性对双金属复合管屈曲失... 双金属复合管在海洋工程中应用广泛,使用过程中极易发生屈曲失效和内衬管褶皱现象。本文使用ABAQUS有限元软件,分析了双金属复合管液压成形过程及其在复杂载荷下的屈曲失效,研究了残余应力、管道径厚比和材料属性对双金属复合管屈曲失效的影响。结果表明,降低管道径厚比或增大外管材料的屈服强度,能够有效延缓管道屈曲,减小内衬管褶皱幅值。本文研究结果有助于更好地理解双金属复合管屈曲失效现象,进一步完善其加工工艺。 展开更多

关键词 双金属复合管 液压成形 残余应力 有限元数值模拟 屈曲失效

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双金属复合管屈曲失效机理及临界载荷研究

6

作者 肖世轩 吕志阳 +2 位作者 朱学铭 曲琳 梁学泉 《石油机械》 北大核心 2024年第5期138-144,共7页

为探究双金属复合管的屈曲失效机理,利用ABAQUS软件建立了双金属复合管有限元模型,考虑成型残余应力的存在,分析了弯曲过程中弯矩、椭圆度和内衬褶皱幅值随曲率的变化规律;研究了内衬管屈服强度、内衬管径厚比以及外基管径厚比对双金属... 为探究双金属复合管的屈曲失效机理,利用ABAQUS软件建立了双金属复合管有限元模型,考虑成型残余应力的存在,分析了弯曲过程中弯矩、椭圆度和内衬褶皱幅值随曲率的变化规律;研究了内衬管屈服强度、内衬管径厚比以及外基管径厚比对双金属复合管屈曲失效的影响,并进一步给出了临界弯矩和临界曲率的预测公式。分析结果表明:屈服强度更高的内衬管可提高复合管的临界弯矩,但会降低复合管的临界曲率;更小的内衬管径厚比和外基管径厚比均可提高复合管的临界弯矩和临界曲率;相较于临界弯矩,内衬管屈服强度和径厚比的改变对临界曲率影响更为明显,外基管径厚比的改变则对两者均具有十分明显的影响;临界弯矩和临界曲率公式预测结果与有限元计算结果的相对误差不超过4%和12%。所得结论可为双金属复合管的设计和安全评价提供参考依据。 展开更多

关键词 双金属复合管 屈曲失效 内衬褶皱 径厚比 临界弯矩 临界曲率

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逆断层作用下X80埋地管道的非线性屈曲分析 被引量：6

7

作者 刘啸奔 张宏 吴锴 《油气储运》 CAS 北大核心 2017年第1期98-107,共10页

埋地高强钢管道是油气长距离输送的主要方式,而地震造成的断层位移错动严重威胁管道的安全运行。建立了埋地X80高强钢管道在逆断层作用下的有限元模型,采用弯管与管单元模拟管道,非线性土弹簧模拟管土相互作用。考虑了管材、管土、几何... 埋地高强钢管道是油气长距离输送的主要方式,而地震造成的断层位移错动严重威胁管道的安全运行。建立了埋地X80高强钢管道在逆断层作用下的有限元模型,采用弯管与管单元模拟管道,非线性土弹簧模拟管土相互作用。考虑了管材、管土、几何大变形造成的非线性,模型采用非线性稳定算法,保证了求解的收敛性。依据西气东输二线工程参数,详细分析了逆断层作用下管道的两种屈曲失效形式,即梁式整体屈曲失效与壳式局部失稳失效。同时,讨论了断层倾角、管道壁厚及埋深对管道屈曲失效形式的影响。研究成果对穿越断层管道的设计与安全评价有一定的指导意义。 展开更多

关键词 X80管道 逆断层 非线性有限元 屈曲失效 临界断层位移

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弯曲载荷下双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理

8

作者 张杰 胡特 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期283-293,共11页

双金属机械复合管是油气田集输管线防腐控制的主要措施之一,而内衬层的失效是制约复合管工程应用的关键难题。为研究双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理,建立弯曲载荷下复合管力学模型,研究成型压力、工作内压及复合管结构参数对内衬... 双金属机械复合管是油气田集输管线防腐控制的主要措施之一,而内衬层的失效是制约复合管工程应用的关键难题。为研究双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理,建立弯曲载荷下复合管力学模型,研究成型压力、工作内压及复合管结构参数对内衬层失效模式的影响规律。结果表明:增加成型后的残余接触压力有助于提高内衬层的抗屈曲能力;较高的工作内压能够延缓内衬层屈曲时间,减小其褶皱幅值;成型前复合管层间初始间隙减小有利于提高内衬层抗屈曲能力;随着外基管壁厚、内衬管壁厚、复合管内径的增加,内衬管的抗屈曲能力增强。 展开更多

关键词 双金属复合管 液压成型 弯曲载荷 屈曲失效

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穿越平移断层海底埋地管道屈曲失效分析 被引量：5

9

作者 余杨 李振眠 +4 位作者 余建星 孙文正 刘晓伟 马建东 刘成 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期242-256,共15页

长输海底管道常不可避免地穿过地震断层,地震断层活动可能导致管道发生扭曲、皱折甚至断裂,极大威胁管道安全。采用创新性的向量式有限元方法 (VFIFE)分析穿越地震断层海底管道屈曲失效行为,首先推导考虑材料非线性的VFIFE空间壳单元计... 长输海底管道常不可避免地穿过地震断层,地震断层活动可能导致管道发生扭曲、皱折甚至断裂,极大威胁管道安全。采用创新性的向量式有限元方法 (VFIFE)分析穿越地震断层海底管道屈曲失效行为,首先推导考虑材料非线性的VFIFE空间壳单元计算公式,提出适用壳单元的非线性管土耦合模型,然后重点解决了海底管道屈曲及屈曲传播过程中存在的内壁自碰撞接触问题,编制了Fortran计算程序和相应后处理程序。通过文献对比证明了模型的正确性。开展了平移断层作用下空载状态海底管道屈曲失效过程模拟,分析了穿越角度、土体性质和水压大小对海底管道屈曲失效行为的影响,结果表明:海底管道径厚比小,用钢等级高,周围土体强度低,具有更高的抵抗断层位移载荷能力;较低外压和平移断层联合作用下,管道变形呈S形,屈曲失效由断层位移引起的过度弯曲主导,失效模式是第二个弯曲处或者两个弯曲处的受压侧出现明显内陷,截面变形呈椭圆形;穿越角度越小,屈曲失效的临界断层位移越小;周围土体强度越高(砂土>黏土>淤泥夹砂),管道弯曲变形越严重,屈曲失效的临界断层位移越小;较高外压和平移断层联合作用下,屈曲失效由外压主导,主要模式是第一个弯曲处或者第二个弯曲处首先出现压溃,然后发生屈曲传播现象;不同水压和平移断层位移组合下海底管道破坏程度不一,压溃位置、屈曲传播方向和范围、截面变形呈现不同模式。结果可用于指导穿越地震断层海底管道抗震设计和止屈防护研究。 展开更多

关键词 海底管道 屈曲失效 向量式有限元 管土耦合 抗震设计

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非均匀沉降区埋地管道力学响应研究

10

作者 卢国宏 谢锐 +3 位作者 郭建明 罗飞 刘小波 张杰 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期64-68,共5页

地层非均匀沉降是埋地管道面临的常见地质灾害之一,影响管道安全运行.为此建立地层沉降区管土耦合模型,研究了地层沉降量、管道壁厚、内压、管材对管道屈曲模式和力学性能的影响.结果表明:地层沉降作用下管道轴向拉伸应变和压缩应变集... 地层非均匀沉降是埋地管道面临的常见地质灾害之一,影响管道安全运行.为此建立地层沉降区管土耦合模型,研究了地层沉降量、管道壁厚、内压、管材对管道屈曲模式和力学性能的影响.结果表明:地层沉降作用下管道轴向拉伸应变和压缩应变集中在沉降过渡区;沉降量较小时管道表面应变呈波纹状分布,沉降较大时管道产生局部屈曲;相同工况下,薄壁管道易发生屈曲失效,厚壁管道出现波纹状应变分布;随着内压增大,管道屈曲程度逐渐减弱;高钢级管道的屈曲程度越小. 展开更多

关键词 地层沉降 X80管道 轴向应变 屈曲失效

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某管线L415MB螺旋埋弧焊钢管屈曲失效分析 被引量：1

11

作者 李亮 黄磊 +5 位作者 刘成钢 白强 杨锋平 许彦 丰振军 常永刚 《热加工工艺》 北大核心 2023年第11期84-89,93,共7页

屈曲失效是长输油气管道的重要失效形式之一,本文研究了甘肃地区某天然气管线发生的局部屈曲失效,对其宏观形貌、几何尺寸和理化性能进行了检测分析。通过勘查和分析失效管段所处地形地貌,推测了可能造成该管线发生屈曲失效的载荷类型... 屈曲失效是长输油气管道的重要失效形式之一,本文研究了甘肃地区某天然气管线发生的局部屈曲失效,对其宏观形貌、几何尺寸和理化性能进行了检测分析。通过勘查和分析失效管段所处地形地貌,推测了可能造成该管线发生屈曲失效的载荷类型。采用有限元分析软件分别对管道承受平行于管轴方向和垂直于管轴方向载荷作用下的管段应力分布和变形进行了模拟和对比分析。结果表明:屈曲失效管段的理化性能符合相关标准要求,平行于管轴方向的压缩载荷是造成该管段发生局部屈曲失效的主要原因。另外,该管段屈曲褶皱区域在轴向压缩力作用下发生了局部壁厚变化和局部变形开裂。 展开更多

关键词 螺旋埋弧焊钢管 屈曲失效 有限元模拟 变形开裂

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复杂载荷下深水顶张式立管屈曲失效风险分析 被引量：5

12

作者 郝帅 余杨 +2 位作者 吴雷 余建星 张宁 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期555-565,共11页

研究了深水顶张式立管在极端环境载荷、第三方破坏载荷以及材料腐蚀等多种复杂载荷条件下立管的结构屈曲失效风险,并考虑海洋立管风险分析中不加以区分的立管类型与失效形式,采用新的非基于事故统计的方法探究其规律,进行风险辨识.为了... 研究了深水顶张式立管在极端环境载荷、第三方破坏载荷以及材料腐蚀等多种复杂载荷条件下立管的结构屈曲失效风险,并考虑海洋立管风险分析中不加以区分的立管类型与失效形式,采用新的非基于事故统计的方法探究其规律,进行风险辨识.为了研究深水顶张式立管的屈曲失效风险,通过复杂载荷条件下结构致灾机理的辨识建立多立管状态下的故障树模型,采用海洋工程领域中应用较为成熟的专家综合评估法及模糊故障树法进行风险分析,最终从概率及后果两个维度给出屈曲失效薄弱环节.通过实例分析、计算,验证本文提出方法的适用性和可靠性,并得出对深海资源开发有参考价值的结论. 展开更多

关键词 顶张式立管 复杂载荷 屈曲失效 风险分析

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逆断层作用下碳纤维预增强管道应变响应研究

13

作者 孔天威 刘啸奔 +4 位作者 黄微 刘城其 张东 张进 张宏 《石油机械》 北大核心 2023年第6期127-135,共9页

为了研究碳纤维复合材料(CFRP)对逆断层作用下埋地管道力学响应行为的影响,基于ABAQUS建立了三维逆断层作用下碳纤维预增强埋地管道数值仿真模型。采用基于应变的评价准则,研究了不同CFRP缠裹厚度、长度和角度对管道力学响应行为的影响... 为了研究碳纤维复合材料(CFRP)对逆断层作用下埋地管道力学响应行为的影响,基于ABAQUS建立了三维逆断层作用下碳纤维预增强埋地管道数值仿真模型。采用基于应变的评价准则,研究了不同CFRP缠裹厚度、长度和角度对管道力学响应行为的影响。研究结果表明:对于无CFRP缠裹管道,随着断层位移的增加,上盘处管道率先发生应变突变,但变化程度低于下盘处管道;缠裹10 mm厚的CFRP就能够较大程度地增强管道抵抗断层位移的能力,降低管道轴向应变值;缠裹长度对管道屈曲位置有较大影响,缠裹角度对屈曲位置影响较小,但较小的缠裹角度更有利于增加管道抵抗断层位移的能力;在实际穿越断层的油气管道工程中,可以在断层面附近处的管道缠裹CFRP,缠裹厚度可取20 mm,缠裹长度在断层面两端宜大于20 m,缠裹角度取较小值15°。所得结果可为工程设计及现场施工提供参考。 展开更多

关键词 埋地管道 碳纤维预增强管道 逆断层 力学响应 有限元分析 屈曲失效

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基于多尺度有限元的海上升压站脚靴式桩套筒连接结构分析研究 被引量：2

14

作者 张伟 张坤 +4 位作者 姜贞强 孙震洲 王永发 吕国儿 陈杰峰 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第2期55-66,共12页

脚靴式海上升压站导管架的桩套筒与主导管的连接结构是关键荷载传递部位。整体梁系有限元模型无法反应局部板型结构的失效状态;截断板系有限元模型则受制于边界条件的合理性,结果不够精确。文中基于某工程海上升压站,建立不同精细化范... 脚靴式海上升压站导管架的桩套筒与主导管的连接结构是关键荷载传递部位。整体梁系有限元模型无法反应局部板型结构的失效状态;截断板系有限元模型则受制于边界条件的合理性,结果不够精确。文中基于某工程海上升压站,建立不同精细化范围的多尺度有限元模型及不同边界条件的截断模型,对结构屈服失效及屈曲失效复核的同时论证了局部网格对计算精细程度的影响及截断模型对边界条件的敏感性;此外,研究了轭板板厚及应力比对屈曲失效的敏感程度,为今后海上升压站脚靴结构不同阶段的设计、优化提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 多尺度有限元 海上升压站 截断有限元 屈曲失效 边界条件

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空间充气展开绳网系统捕获目标自抗扰控制研究 被引量：3

15

作者 刘昊 魏承 +2 位作者 谭春林 刘永健 赵阳 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1691-1700,共10页

空间充气展开绳网系统是依靠充气梁展开绳网进行目标捕获的航天器系统,具有更好的稳定性和可操控性.然而由于充气梁和绳网的大柔性变形以及捕获失稳自旋目标后的未知碰撞,使得捕获后的航天器姿态稳定控制困难.本文主要基于自抗扰控制解... 空间充气展开绳网系统是依靠充气梁展开绳网进行目标捕获的航天器系统,具有更好的稳定性和可操控性.然而由于充气梁和绳网的大柔性变形以及捕获失稳自旋目标后的未知碰撞,使得捕获后的航天器姿态稳定控制困难.本文主要基于自抗扰控制解决了空间充气展开绳网系统捕获目标后的姿态稳定和消旋难题.首先,基于理想薄膜充压失效理论和绝对节点坐标方法建立充气展开绳网系统动力学模型,而后设计了航天器姿态稳定自抗扰控制器,用于实时估计并补偿系统捕获过程中未知惯量目标与捕获机构的碰撞干扰.仿真结果表明,动力学模型能够模拟捕获过程中充气梁的屈曲失效及碰撞特性,自抗扰控制器能够有效抑制碰撞带来的干扰,实现空间充气展开绳网系统捕获后的高精度姿态稳定控制,同时能够在有限时间内对自旋目标实现消旋. 展开更多

关键词 充气展开梁 空间绳网 绝对节点坐标法 屈曲失效 捕获仿真 自抗扰控制 姿态稳定

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风机叶片夹层结构典型失效模式分析研究 被引量：3

16

作者 孔繁晓 周海波 邓航 《风机技术》 2021年第6期76-80,I0002,共6页

本文概述了风电叶片夹层结构的典型失效模式,通过试验及数值模拟重点研究了壳体夹层结构的面外剪切强度失效和腹板的整体屈曲失效模式。采用工字梁结构型式对腹板上的夹层结构的整体屈曲失效进行了试验和计算分析,试验失效载荷和计算屈... 本文概述了风电叶片夹层结构的典型失效模式,通过试验及数值模拟重点研究了壳体夹层结构的面外剪切强度失效和腹板的整体屈曲失效模式。采用工字梁结构型式对腹板上的夹层结构的整体屈曲失效进行了试验和计算分析,试验失效载荷和计算屈曲载荷值偏差小于10%,同时分析夹层面板数量和芯材厚度对腹板屈曲失效的影响,得到芯材厚度是最为有效提高腹板屈曲承载力的方法;最后分析了叶片壳体夹层结构由于承受部分剪切力,易造成夹芯材料的面外剪切强度失效,通过平板夹层结构的四点弯曲的极限及疲劳试验,得到极限及疲劳载荷下的芯材面外剪切强度许用值。 展开更多

关键词 风机叶片 夹层结构 屈曲失效 面外剪切强度

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碳/碳复合材料T型悬臂梁弯曲失效分析 被引量：1

17

作者 秦锦 贾普荣 +1 位作者 矫桂琼 郭洪宝 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期865-870,992,共7页

首次对碳/碳复合材料T型结构件进行了悬臂梁弯曲试验。通过化学气相沉积工艺制备了宽度为40mm的T40试件和宽度为50mm的T50试件,分别对两种试件的损伤失效模式和弯曲应力进行了研究;根据结构破坏区域的应变随载荷增加的变化规律,得到了... 首次对碳/碳复合材料T型结构件进行了悬臂梁弯曲试验。通过化学气相沉积工艺制备了宽度为40mm的T40试件和宽度为50mm的T50试件,分别对两种试件的损伤失效模式和弯曲应力进行了研究;根据结构破坏区域的应变随载荷增加的变化规律,得到了结构在弯曲过程中的损伤失效进程。结果发现,在悬臂梁弯曲载荷作用下,结构处于正应力和剪应力耦合状态,耦合应力会使宽厚比较小的结构件容易在腹板根部出现局部失稳现象。应用横力弯曲理论对结构破坏截面上腹板边缘的正应力和面内剪切应力进行了简单计算。结果表明:屈曲失效的T50试件比剪切型破坏的T40试件的最大弯曲正应力小22.93%,说明屈曲失效会使结构的弯曲强度大幅下降;而T50试件的最大剪切应力比T40试件的高31.46%,说明屈曲失效主要由材料的剪切性能控制。最后通过有限元方法对T50试件在发生剪切型破坏时的最大弯曲正应力进行了计算,计算结果与试验中发生压缩剪切破坏的T40试件相比仅相差3%,可以较好地表征T50试件的弯曲强度。 展开更多

关键词 碳/碳复合材料 屈曲失效 悬臂梁弯曲 弯曲应力

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海流作用下轮机叶轮的屈曲失效分析

18

作者 王世明 葛玲 贾巧娇 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1184-1190,I0019,共8页

采用有限元计算方法,全面系统地研究了在海流联合作用下卧式海流轮机叶轮的屈曲失效行为。运用屈曲失效理论、几何力分析、三维数值模拟计算相结合的手段,考虑到轮机叶轮在海流作用过程中产生的内应力作用,分析并讨论了水动力攻角、海... 采用有限元计算方法,全面系统地研究了在海流联合作用下卧式海流轮机叶轮的屈曲失效行为。运用屈曲失效理论、几何力分析、三维数值模拟计算相结合的手段,考虑到轮机叶轮在海流作用过程中产生的内应力作用,分析并讨论了水动力攻角、海流作用力、轮毂对叶轮的支撑点分布位置、叶轮内外压差等参数对叶轮径向屈曲失效的影响。结果表明:海流联合作用时,弦向海流力比纵向海流力的有效推力转换率高68%,相较于传统纯潮流作用下,海流联合作用时的叶轮结构未发生明显屈曲;水动力攻角20°时叶轮抗屈曲能力强,相对径向屈曲形变量比水动力攻角为40°时减小了33%;双支撑点分布位置的变化不会改变轮机叶轮的相对屈曲特性。在双支撑点分布的跨度范围内,叶轮相对径向屈曲较小,叶轮两端翼相对径向屈曲较大;从模拟计算中可以看出,叶轮内外压差变化对叶轮屈曲承载力的影响小。 展开更多

关键词 轮机叶轮 有限元计算 屈曲失效 海流作用 水动力攻角

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单双向流下浪流轮机空心翼径向屈曲失效分析

19

作者 王世明 葛玲 +1 位作者 曹宇 贾巧娇 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期596-600,共5页

以垂直卧式浪流轮机的空心翼(WTHB)为主要研究对象,采用动量理论、屈曲失效理论及三维数值模拟相结合的方法,考虑了WTHB在非单一浪流过程中产生的径向压缩应力,分析了浪流单双向作用力、水动力攻角和轮翼双支持点分布对空心翼屈曲失效... 以垂直卧式浪流轮机的空心翼(WTHB)为主要研究对象,采用动量理论、屈曲失效理论及三维数值模拟相结合的方法,考虑了WTHB在非单一浪流过程中产生的径向压缩应力,分析了浪流单双向作用力、水动力攻角和轮翼双支持点分布对空心翼屈曲失效的影响。结果表明,双向浪流作用下的空心翼稳定性明显优于传统单向浪流作用下空心翼,最优获能水动力攻角40°相较于20°的相对径向屈曲变形量最值较大,空心翼双支持点分布对整体极限型屈曲有较大影响。 展开更多

关键词 浪流轮机 数值模拟 稳定性 屈曲失效 水动力攻角

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海底管线水平向整体屈曲及失效判断方法研究 被引量：5

20

作者 刘润 洪兆徽 刘文彬 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2015年第6期1-9,19,共10页

海底管线是海洋石油的重要输运手段。为满足输送工艺的需要,正常工作条件下管线往往被施加较高的温度和压强,高温高压使管线内产生附加应力,当附加应力大于土体对管线的约束力时,管线就会发生整体屈曲。过度的水平向整体屈曲会导致截面... 海底管线是海洋石油的重要输运手段。为满足输送工艺的需要,正常工作条件下管线往往被施加较高的温度和压强,高温高压使管线内产生附加应力,当附加应力大于土体对管线的约束力时,管线就会发生整体屈曲。过度的水平向整体屈曲会导致截面产生较大的弯曲应力和压缩应变,对管线系统的安全运行造成威胁,因此需要对发生水平向整体屈曲后的管线进行验算。采用解析解法、规范法和有限元法对管线的整体屈曲进行分析,提出了应用临界屈曲荷载值域空间和值域下限来判断不同缺陷大小下管线是否发生水平向整体屈曲的方法。结合工程实例,分别采用内力控制标准和位移控制标准对管线水平向整体屈曲后是否失效进行了验算。研究指出,相较于位移标准,内力控制标准更为严格。 展开更多

关键词 海底管线 水平向整体屈曲 临界屈曲判断 屈曲失效判断

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