基于SPH-FEM耦合法的含缺陷输气管道爆炸冲击响应研究 被引量：10

1

作者 田晓建 姚安林 +2 位作者 徐涛龙 蒋宏业 李又绿 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期55-62,共8页

针对大口径埋地输气管道发生物理爆炸对并行含体积缺陷邻管的冲击行为,利用LS-DYNA和LS-PREPOST有限元软件建立基于光滑粒子流体动力学-有限单元法的管-土-炸药耦合模型,分析不同缺陷深度、不同缺陷表面积、不同缺陷位置和不同爆心距下... 针对大口径埋地输气管道发生物理爆炸对并行含体积缺陷邻管的冲击行为,利用LS-DYNA和LS-PREPOST有限元软件建立基于光滑粒子流体动力学-有限单元法的管-土-炸药耦合模型,分析不同缺陷深度、不同缺陷表面积、不同缺陷位置和不同爆心距下邻管的动力响应;基于爆腔预估公式和峰值振速经验公式,验证了所建耦合模型的可靠性,并通过设计算例开展多工况分析。研究结果表明:迎爆面上的缺陷处为动力响应的热点区域,最大响应特征值(应力、位移与振速)位于缺陷中心处,随缺陷深度的增加或管间距的减小特征值增速由平缓到急剧;相比缺陷位置和表面尺寸对管道的扰动程度,缺陷深度和爆心距对管道的动力响应影响较大;在本研究的条件下,建议埋地并行输气管道的安全间距不应小于5.16 m,且腐蚀深度不大于管道壁厚的0.633 6倍。研究结果可为埋地输气管道极端灾害下的风险评估提供技术支撑,为并行管道可能的抗爆隔爆设计提供模拟数据支持。 展开更多

关键词 并行输气管道 管道物理爆炸 点蚀缺陷 SPH-FEM耦合法 爆心距

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含点蚀缺陷金属压力管道剩余强度的无缝表征模型 被引量：9

2

作者 林思建 龙伟 +1 位作者 田大庆 廖俊必 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期184-187,共4页

针对API-579标准中只能离散地评估给定的8种标准模态下含点蚀缺陷金属压力管道的剩余强度及其安全性的问题,提出了点蚀面积占有比的概念,分别建立了它与剩余强度因子和剩余壁厚比之间的对应关系,基于此,提出了剩余强度的无缝表征模型。... 针对API-579标准中只能离散地评估给定的8种标准模态下含点蚀缺陷金属压力管道的剩余强度及其安全性的问题,提出了点蚀面积占有比的概念,分别建立了它与剩余强度因子和剩余壁厚比之间的对应关系,基于此,提出了剩余强度的无缝表征模型。该模型不仅可以表征API-579标准中给定的8种标准模态下含点蚀缺陷的管道的剩余强度,还可以表征任意给定的介于这8种点蚀标准模态下管道的剩余强度以及评价其安全性。该模型为有效预测含点蚀缺陷管道动态剩余寿命提供了可能。 展开更多

关键词 金属压力管道 无缝表征模型 点蚀缺陷 剩余寿命

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金属油气管道点蚀缺陷安全评估及预警系统研究 被引量：5

3

作者 HOANG Van Thanh 龙伟 +2 位作者 李炎炎 黄仕磊 胥鑫 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期162-169,共8页

在油气输送过程中,因为载荷和腐蚀介质等因素的影响,油气金属管道很容易萌生缺陷而引发重大安全事故。点蚀与多点蚀缺陷是存在周期最长、最普遍、最有可能产生穿孔的高危缺陷,因此对金属管道工作过程中的在线检测与安全评估一直是油气... 在油气输送过程中,因为载荷和腐蚀介质等因素的影响,油气金属管道很容易萌生缺陷而引发重大安全事故。点蚀与多点蚀缺陷是存在周期最长、最普遍、最有可能产生穿孔的高危缺陷,因此对金属管道工作过程中的在线检测与安全评估一直是油气输送技术领域研究的重点和热点。作者考虑了多个点蚀及点蚀之间的相互作用,根据美国石油协会的API-579的技术标准,研究点蚀占比对剩余强度的影响,建立对金属管道点蚀缺陷剩余强度的统一评价模型,也称无缝表征评价函数;然后,将无缝表征模型与场指纹法(FSM)管道腐蚀监测技术相结合,运用基于FSM技术的管道腐蚀3维模型获取点蚀占比、剩余壁厚等在役管道参数,通过无缝表征模型评价管道安全并构建面向全域生产管线的安全评估决策及安全预警系统。该评估系统完善了FSM技术对点蚀缺陷的安全评估,同时也实现了无缝表征模型计算中的在线评估。油气田现场试验表明这个安全评估系统具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 安全评估 点蚀缺陷 场指纹法 无缝表征模型 缺陷监测

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齿轮齿条机构多点蚀形貌应力及疲劳寿命分析

4

作者 王禹辉 穆塔里夫·阿赫迈德 +1 位作者 徐青云 宋海 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第3期163-166,171,共5页

针对齿轮齿条式抽油机疲劳寿命不足的问题,对齿轮齿条点蚀产生的接触应力和疲劳寿命进行了研究。首先,采用参数方程建立了实体模型,结合赫兹接触理论对模型进行了精度对比;其次,分析了不同工况下多点蚀形状对于应力产生的影响;最后,计... 针对齿轮齿条式抽油机疲劳寿命不足的问题,对齿轮齿条点蚀产生的接触应力和疲劳寿命进行了研究。首先,采用参数方程建立了实体模型,结合赫兹接触理论对模型进行了精度对比;其次,分析了不同工况下多点蚀形状对于应力产生的影响;最后,计算了多种点蚀对于齿轮齿条机构疲劳寿命的影响。结果显示,低速重载工况下,各点蚀形貌的最大接触应力和最小疲劳寿命都出现在点蚀缺陷的接触长度改变最大处,椭圆形和正六边形点蚀受形貌影响最大。 展开更多

关键词 抽油机 齿轮齿条 点蚀缺陷 接触应力 疲劳寿命

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点蚀损伤钢管的碳纤维复合材料补强研究

5

作者 王琪 周云 《石油管材与仪器》 2023年第3期26-32,共7页

埋地管道是远距离油气输送的主要方式之一。然而,由于长时间服役,复杂的土壤环境会导致埋地钢管产生以点蚀凹坑为主的腐蚀损伤,严重威胁压力管道的安全运行。纤维增强树脂基复合材料因其高弹性、高强度、抗腐蚀的优良性能常被用来修复... 埋地管道是远距离油气输送的主要方式之一。然而,由于长时间服役,复杂的土壤环境会导致埋地钢管产生以点蚀凹坑为主的腐蚀损伤,严重威胁压力管道的安全运行。纤维增强树脂基复合材料因其高弹性、高强度、抗腐蚀的优良性能常被用来修复缺陷管道。为了减小点蚀缺陷管道的内压载荷损伤,考察碳纤维复合材料对点蚀缺陷管道的补强效果,针对0°和90°铺层的T300-3K平纹碳纤维树脂基复合材料,开展了拉伸试验研究,结合拉伸断口的扫描电镜(SEM)分析探究了平纹碳纤维复合材料的失效形式;采用ANSYS有限元方法,研究了不同尺寸、轴向或环向分布的椭球形点蚀缺陷对管道应力状态的影响,分析了不同缺陷深度对碳纤维补强效果的影响。结果表明,T300-3K平纹碳纤维复合材料在0°和90°铺层方向的力学性能及微观形貌相近;其拉伸失效以碳纤维断裂与树脂基体开裂为主,伴随有少量的粘结界面失效;椭球形缺陷长短轴比值越小、相邻缺陷间轴向距离越大或环向距离越小,管道缺陷处应力越小,当两缺陷间距增大到一定程度时,管道缺陷处应力将接近单个缺陷管道;碳纤维补强效果随缺陷深度的增加逐渐提高,当相对深度为0.8时,管道应力降低19.24%,补强效果最好。 展开更多

关键词 承压管道 点蚀缺陷 碳纤维复合材料补强 有限元模拟

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水下结构物点蚀缺陷的识别与定量分析 被引量：1

6

作者 陆玲 陈国明 林红 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期79-82,共4页

运行多年的水下结构物会存在不同程度的点蚀缺陷,必须对其进行检测和安全评估。基于图像处理、模式识别以及计算机视觉技术提出了一种水下结构物点蚀缺陷识别与定量分析方法。用采集设备获得点蚀缺陷图像,对其进行特殊的图像处理后,提... 运行多年的水下结构物会存在不同程度的点蚀缺陷,必须对其进行检测和安全评估。基于图像处理、模式识别以及计算机视觉技术提出了一种水下结构物点蚀缺陷识别与定量分析方法。用采集设备获得点蚀缺陷图像,对其进行特殊的图像处理后,提取其特征并进行识别,通过摄像机系统标定确定缺陷的真实尺寸。分析了水下结构物点蚀缺陷的特征提取和识别的理论依据。用二次标定法对摄像机进行了系统标定,并结合实例给出了标定当量及点蚀特征的实际值。点蚀缺陷识别和定量分析结果为水下结构物应力计算和安全可靠性评估提供了必要的基础数据。 展开更多

关键词 水下结构物 点蚀缺陷 图像处理 模式识别 计算机视觉技术 应力计算 安全性 海洋石油开发

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抽油机齿轮点蚀缺陷应力及疲劳寿命分析 被引量：1

7

作者 白云松 穆塔里夫·阿赫迈德 +1 位作者 白浩宇 陈志 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期713-718,共6页

齿条式抽油机是新疆各油田广泛使用的采油设备。针对齿条式抽油机使用中出现的齿轮点蚀缺陷及其造成的疲劳寿命问题,首先建立了齿轮齿条实体模型,提取齿面及齿根单元进行静强度分析,并结合接触理论对比验证;其次通过编辑模型单元建立了... 齿条式抽油机是新疆各油田广泛使用的采油设备。针对齿条式抽油机使用中出现的齿轮点蚀缺陷及其造成的疲劳寿命问题,首先建立了齿轮齿条实体模型,提取齿面及齿根单元进行静强度分析,并结合接触理论对比验证;其次通过编辑模型单元建立了不同尺寸的蚀坑缺陷,分析了蚀坑扩展对应力变化的影响规律;最后基于线性疲劳损伤理论计算了不同点蚀影响下的结构疲劳寿命。结果显示,随着点蚀缺陷的扩展齿面接触应力升高,疲劳寿命下降;其中小齿轮在啮合过渡段出现干涉,应力集中最严重,疲劳寿命低下,齿轮整体疲劳破坏将从齿面靠近齿顶位置开始;沿齿廓方向扩展的点蚀主要影响应力集中持续时间,沿齿宽方向扩展的点蚀主要影响应力幅值。 展开更多

关键词 齿条式抽油机 长环形齿条 点蚀缺陷 蚀坑扩展 疲劳寿命

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含点蚀缺陷燃气弯管塑性极限载荷分析 被引量：2

8

作者 舒安庆 刘小丽 魏化中 《化工机械》 CAS 2009年第1期22-24,46,共4页

通过改变弯管的外径Do、外内径比K、弯曲半径与内径比I及点蚀深度H等参数,建立了任意形状尺寸含点蚀缺陷弯管的有限元模型;利用宏文件和缩写功能将弯管的前处理、边界条件和后处理过程做成不同的模块程序,在工具条上生成按钮进行弯管模... 通过改变弯管的外径Do、外内径比K、弯曲半径与内径比I及点蚀深度H等参数,建立了任意形状尺寸含点蚀缺陷弯管的有限元模型;利用宏文件和缩写功能将弯管的前处理、边界条件和后处理过程做成不同的模块程序,在工具条上生成按钮进行弯管模块程序的调用,实现了弯管分析流程的过程控制。在此基础上,研究了不同参数对弯管塑性极限载荷的影响。 展开更多

关键词 燃气弯管 点蚀缺陷 塑性极限载荷

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点蚀缺陷对齿轮接触应力的影响研究 被引量：2

9

作者 张占东 张广华 《机械工程与自动化》 2017年第3期128-129,共2页

齿面点蚀是闭式齿轮传动常见的一类失效形式。采用ANSYS Workbench 17.0瞬态动力学模块对含有不同直径点蚀缺陷的直齿圆柱齿轮进行了齿面接触应力有限元模拟,研究了随着点蚀直径的增大齿面最大接触应力的变化规律,得出了一些有意义的研... 齿面点蚀是闭式齿轮传动常见的一类失效形式。采用ANSYS Workbench 17.0瞬态动力学模块对含有不同直径点蚀缺陷的直齿圆柱齿轮进行了齿面接触应力有限元模拟,研究了随着点蚀直径的增大齿面最大接触应力的变化规律,得出了一些有意义的研究结果。 展开更多

关键词 点蚀缺陷 直齿圆柱齿轮 ANSYS WORKBENCH 接触应力分析

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点蚀缺陷对直齿圆柱齿轮齿面接触应力的影响研究 被引量：1

10

作者 张占东 张广华 《机械工程与自动化》 2017年第5期58-59,62,共3页

齿面点蚀是闭式齿轮传动常见的一类失效形式。采用ANSYS Workbench 17.0的瞬态动力学模块对含有不同数量点蚀缺陷的直齿圆柱齿轮进行了齿面接触应力有限元模拟,研究了含有不同数量点蚀缺陷的齿面接触应力分布规律,分析了点蚀缺陷对齿轮... 齿面点蚀是闭式齿轮传动常见的一类失效形式。采用ANSYS Workbench 17.0的瞬态动力学模块对含有不同数量点蚀缺陷的直齿圆柱齿轮进行了齿面接触应力有限元模拟,研究了含有不同数量点蚀缺陷的齿面接触应力分布规律,分析了点蚀缺陷对齿轮齿面最大接触应力发生位置及大小的影响规律,得出了一些有意义的研究结果。 展开更多

关键词 点蚀缺陷 直齿圆柱齿轮 ANSYS WORKBENCH 接触应力分析

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含点蚀缺陷三通管塑性极限载荷分析

11

作者 舒安庆 刘小丽 +1 位作者 魏化中 刘星 《管道技术与设备》 CAS 2009年第5期37-39,共3页

三通管在使用中受介质的腐蚀或冲刷而产生局部减薄,从而降低其使用的安全性。因此,采用弹塑性有限元方法,分析了含点蚀缺陷引起的局部减薄对三通管极限载荷的影响。在对常用三通管几何尺寸简化为等径等壁厚的基础上,借助ANSYS软件中的... 三通管在使用中受介质的腐蚀或冲刷而产生局部减薄,从而降低其使用的安全性。因此,采用弹塑性有限元方法,分析了含点蚀缺陷引起的局部减薄对三通管极限载荷的影响。在对常用三通管几何尺寸简化为等径等壁厚的基础上,借助ANSYS软件中的设计语言(APDL),构建了参数化有限元模型。通过改变三通管及缺陷的几何参数,建立任意含点蚀缺陷三通管的有限元模型,实现三通管分析流程的过程控制。并研究了三通管几何参数对其塑性极限载荷的影响,为压力管道分析及使用安全提供一定的参考。 展开更多

关键词 三通管 点蚀缺陷 APDL 塑性极限载荷

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双点蚀缺陷管道剩余强度计算方法 被引量：8

12

作者 张兆贵 崔铭伟 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2015年第8期759-765,共7页

现有的双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材浪费严重。利用非线性有限元分析方法,对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性。在此基... 现有的双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材浪费严重。利用非线性有限元分析方法,对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性。在此基础上,研究了轴向间距对带有相同尺寸和不同尺寸双点蚀缺陷管道失效压力的影响,并建立了双点蚀缺陷管道失效压力计算方法。结果表明,双点蚀缺陷相互作用随轴向间距呈对数关系变化,但相同尺寸双点蚀缺陷相互作用随点蚀直径或点蚀深度的变化极小,可以忽略,而不同尺寸双点蚀缺陷相互作用区间随双点蚀直径或深度差距的增加而减小;拟合得到的双点蚀缺陷相互作用系数能够合理预测双点蚀缺陷的相互作用,并解决交互影响双点蚀缺陷管道失效压力的计算。 展开更多

关键词 双点蚀缺陷 交互影响 相互作用系数 剩余强度 非线性有限元法

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双点蚀缺陷管道剩余强度分析 被引量：3

13

作者 崔铭伟 封子艳 +1 位作者 由洋 曹学文 《化工机械》 CAS 2016年第3期365-372,共8页

现有双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材严重浪费。利用非线性有限元分析方法对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性。在此基础上... 现有双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材严重浪费。利用非线性有限元分析方法对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性。在此基础上,研究了轴向间距对带有相同尺寸双点蚀缺陷管道失效压力的影响,分析表明:当双点蚀缺陷轴向间距很近时,双点蚀缺陷管道失效压力会明显小于半径为两个点蚀缺陷半径之和的单点蚀缺陷管道的失效压力;0<l_d<l_s是相同尺寸双点蚀缺陷相互作用区间,在此区间内双点蚀管道失效压力随轴向间距系数呈对数函数形式;点蚀半径对双点蚀缺陷相互作用区间的影响大于点蚀深度的影响。 展开更多

关键词 管道 双点蚀缺陷 剩余强度 非线性有限元法

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