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基于结构应力的海底管道悬跨段涡激振动的焊缝疲劳研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第10期45卷 1922-1930页

作者：张龙赵天奉戴琳琳中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 中石油吉林化工工程有限公司工艺室吉林吉林132002

针对涡激响应条件下海底悬跨管道传统焊接疲劳的局限性,本文根据实际海洋工况条件,建立全尺寸海底悬跨管道含焊缝的“Beam-shell”有限元耦合模型,并将网格不敏感的结构应力法与涡激振动理论模型相结合,对相关的疲劳寿命公式拓展,提出... 详细信息

针对涡激响应条件下海底悬跨管道传统焊接疲劳的局限性,本文根据实际海洋工况条件,建立全尺寸海底悬跨管道含焊缝的“Beam-shell”有限元耦合模型,并将网格不敏感的结构应力法与涡激振动理论模型相结合,对相关的疲劳寿命公式拓展,提出适用于含焊缝的悬跨管道涡激振动的疲劳评价模型,使其具有海洋工程特色。结果表明:涡激振动导致的焊缝疲劳不仅取决于流速引起的涡激振动主导区间,而且还与海流流速的分布概率密切相关。在该小流速主导的海域中,由于顺流向涡激振动启动流速较低,更易被激发多模态的涡激振动,反而较横流向涡激振动更危险;横流向涡激振动虽然更剧烈,但启动流速较高,小流速的海况很难激发其响应。另外,该涡激响应的焊接疲劳评价模型具有很好的网格不敏感性,且主S-N曲线不存在选取的主观性,其评价结果可靠。因此,在工程上,可结合该网格不敏感的疲劳评价模型,提高海底管道设计的安全性和可靠性。

关键词：悬跨管道焊缝涡激振动结构应力模态主S-N曲线网格不敏感性疲劳

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InSb红外焦平面探测器结构应力的ANSYS分析

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红外与毫米波学报 2010年第6期29卷 431-434页

作者：孟庆端吕衍秋鲁正雄孙维国河南科技大学电子信息工程学院河南洛阳471003 中国空空导弹研究院河南洛阳471009

借助有限元软件系统分析了铟柱取不同直径时红外探测器整体结构的应力分布.模拟结果表明,在固定铟柱高度的前提下,当铟柱直径以2μm的步长从36μm减小到18μm的过程中,InSb芯片上的最大应力值呈现出先减小,后线性增加的趋势,但铟柱上应... 详细信息

借助有限元软件系统分析了铟柱取不同直径时红外探测器整体结构的应力分布.模拟结果表明,在固定铟柱高度的前提下,当铟柱直径以2μm的步长从36μm减小到18μm的过程中,InSb芯片上的最大应力值呈现出先减小,后线性增加的趋势,但铟柱上应力最大值始终保持在15.7MPa左右,且分布几乎不变.S i读出电路上的应力小于InSb芯片上的应力值,变化趋势类同于InSb芯片上应力的变化趋势.铟柱直径取30μm时,InSb芯片和S i读出电路上的应力均达到最小值260MPa和140MPa,整个器件的应力分布在接触区呈现明显的集中性、均匀性,分布更合理.

关键词： ANSYS 焦平面 InSb 结构应力

基于结构应力的焊接接头多轴高周疲劳寿命估算

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固体力学学报 2010年第3期31卷 278-285页

作者：武奇邱惠清同济大学机械工程学院上海201804

该文对承受弯扭组合载荷下的焊接接头危险点焊趾处进行了疲劳应力分析.结合结构应力考察了在比例载荷和非比例载荷下焊趾处临界面上的应力分量;建立了基于结构应力和修改的W hler曲线法的临界面上多轴疲劳寿命估算方法;采用该方法对某... 详细信息

该文对承受弯扭组合载荷下的焊接接头危险点焊趾处进行了疲劳应力分析.结合结构应力考察了在比例载荷和非比例载荷下焊趾处临界面上的应力分量;建立了基于结构应力和修改的W hler曲线法的临界面上多轴疲劳寿命估算方法;采用该方法对某管板焊接接头进行了多轴估算,将评定结果与文献中的疲劳试验数据做了比较,同包括欧洲钢结构规范3在内的其他的多轴疲劳评定方法相比,文中提出的多轴寿命估算结果最好,而且该方法具有网格划分不敏感性.

关键词：焊接接头疲劳评定结构应力多轴疲劳

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基于结构应力的转向架构架焊缝疲劳强度研究

西南交通大学学报 2018年第5期53卷 937-944页

作者：周张义黄运华杨阳丁军君西南交通大学机械工程学院四川成都610031

为了解决现行标准中转向架构架焊缝容许疲劳强度数据存在的问题,针对当前的各种结构应力方法和数据,就其在焊缝结构应力测试、容许应力幅、设计值存活率、平均应力修正、焊缝修整疲劳强度提高及极限容许应力确定等方面的关系和差异进行... 详细信息

为了解决现行标准中转向架构架焊缝容许疲劳强度数据存在的问题,针对当前的各种结构应力方法和数据,就其在焊缝结构应力测试、容许应力幅、设计值存活率、平均应力修正、焊缝修整疲劳强度提高及极限容许应力确定等方面的关系和差异进行对比,并构建了Q345钢焊缝基于实测结构应力的疲劳图和S-N曲线.结果表明:转向架构架焊缝结构应力的实测可沿用B12/RP17规定的方法,即采用6 mm长的应变片并将其前端紧靠焊趾边缘布置;建议借鉴IIW (Intemational Institute of Welding) FAT100和FAT90两组基本数据,并应用其平均应力和焊缝修整疲劳强度提高的修正方法,构建更加合理的基于实测结构应力的焊缝容许疲劳强度数据;对于2×10~6次循环数对应的疲劳图,极限容许应力可参考DVS 1612规定的方法,由母材屈服极限除以相应的安全系数确定.

关键词：转向架构架焊缝结构应力疲劳强度疲劳图

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基于结构应力方法的正面角焊缝抗剪强度分析

焊接学报 2015年第1期36卷 70-74,116-117页

作者：聂春戈魏鸿亮董平沙兆文忠大连交通大学交通运输工程学院大连116028 密西根大学船舶与海洋工程学院美国安娜堡48109

建立了基于结构应力定义的正面角焊缝抗剪强度理论,给出了新的焊缝抗剪强度计算公式,并基于该理论对焊缝抗剪强度相关问题进行了分析.结果表明,单向受剪等焊脚正面角焊缝的断裂角度理论值为22.5°,焊趾角度和受力状态均会影响断裂角度.... 详细信息

建立了基于结构应力定义的正面角焊缝抗剪强度理论,给出了新的焊缝抗剪强度计算公式,并基于该理论对焊缝抗剪强度相关问题进行了分析.结果表明,单向受剪等焊脚正面角焊缝的断裂角度理论值为22.5°,焊趾角度和受力状态均会影响断裂角度.另外焊趾角度为30°的单向受剪焊缝具有最大的承载能力,而双向受剪焊缝的承载能力比单向受力时的承载能力也明显提高.试验数据证明了该理论的正确性,该理论也为焊缝尺寸设计提供了理论基础.

关键词：结构应力正面角焊缝抗剪强度断裂角度

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纵向受载T形焊接接头结构应力构造方法分析

焊接学报 2017年第5期38卷 31-34页

作者：董亚飞魏国前漆金贤余茜何毅斌武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉工程大学化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室武汉430205

针对纵向受载的非承载型T形焊接接头的疲劳问题,提出一种纵向结构应力构造方法.该方法将焊接接头截面上节点载荷等效为单元边界上的线载荷,根据力平衡原理建立膜应力和弯曲应力解析式,基于母材厚度和焊缝高度提出等效板厚的构造方式,进... 详细信息

针对纵向受载的非承载型T形焊接接头的疲劳问题,提出一种纵向结构应力构造方法.该方法将焊接接头截面上节点载荷等效为单元边界上的线载荷,根据力平衡原理建立膜应力和弯曲应力解析式,基于母材厚度和焊缝高度提出等效板厚的构造方式,进一步构造并求解焊趾处纵向结构应力.通过纵向受载的非承载型T形焊接接头疲劳试验结果进行验证.结果表明,文中提出方法在分析焊接接头局部纵向受载的焊接结构时优势明显,并可根据Dong提出的平衡等效结构应力修正方式和主S-N曲线进行疲劳评定.

关键词：纵向受载结构应力疲劳寿命 T形焊接接头

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基于壳单元的焊接接头的结构应力求解

焊接学报 2010年第7期31卷 22-26页

作者：武奇邱惠清郑洋同济大学机械工程学院上海201804

以T形焊接接头和十字非承载接头为研究对象,采用壳单元求解焊接接头结构应力集中系数.详细推导了壳单元的结点力与沿焊趾截面的分布内力的关系;给出了采用壳单元求解结构应力的求解步骤;给出了采用壳单元模拟焊缝时壳单元的厚度参考值,... 详细信息

以T形焊接接头和十字非承载接头为研究对象,采用壳单元求解焊接接头结构应力集中系数.详细推导了壳单元的结点力与沿焊趾截面的分布内力的关系;给出了采用壳单元求解结构应力的求解步骤;给出了采用壳单元模拟焊缝时壳单元的厚度参考值,基于壳单元建模技术得到的结构应力集中系数与平面实体单元的获得的结构应力集中系数非常相近;同时也证实这种基于壳单元的建模技术具有网格划分不敏感性.

关键词：焊接接头疲劳评定结构应力壳单元

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结构应力对飞机壁板冲击损伤影响的仿真分析

弹箭与制导学报 2010年第5期30卷 224-226页

作者：侯满义范惠林李曙林空军航空大学航空军械工程系长春130022 空军工程大学工程学院西安710038

为了明确飞机壁板中存在的结构应力对于冲击损伤的影响,基于ANSYS/LS-DYNA隐式-显式连续求解方法,建立了预加载荷飞机壁板受射弹冲击的动力有限元模型,对存在结构应力的壁板受冲击的损伤响应进行了计算分析,分别比较了壁板在受周向拉伸... 详细信息

为了明确飞机壁板中存在的结构应力对于冲击损伤的影响,基于ANSYS/LS-DYNA隐式-显式连续求解方法,建立了预加载荷飞机壁板受射弹冲击的动力有限元模型,对存在结构应力的壁板受冲击的损伤响应进行了计算分析,分别比较了壁板在受周向拉伸载荷、压缩载荷和无载荷三种应力条件下以及在不同水平应力条件下受到射弹高速冲击和极限速度冲击的响应情况,结果表明:压缩应力对促进结构的屈曲变形、拉伸应力对增大冲击损伤的孔径和程度影响明显。

关键词：爆炸力学冲击损伤战伤飞机壁板结构应力有限元仿真

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基于结构应力的焊接接头疲劳分析

焊接学报 2009年第3期30卷 101-105页

作者：武奇邱惠清王伟生同济大学机械工程学院上海201804

基于结构应力法对来自相关文献中的16Mn钢十字非承载焊接接头、十字承载接头和纵向立板角焊缝接头的疲劳强度的试验数据进行了分析.推导了适合有限元计算的离散结构应力计算公式,得到焊接接头的结构应力集中系数.证实了该方法具有网格... 详细信息

基于结构应力法对来自相关文献中的16Mn钢十字非承载焊接接头、十字承载接头和纵向立板角焊缝接头的疲劳强度的试验数据进行了分析.推导了适合有限元计算的离散结构应力计算公式,得到焊接接头的结构应力集中系数.证实了该方法具有网格划分不敏感性,给出了应用结构应力法进行疲劳评定时适合上述各类接头的结构应力S-N曲线.结果表明,同名义应力法相比较,采用结构应力表示的焊接接头疲劳试验数据其分散性较小.

关键词：焊接接头疲劳评定结构应力