本文選題：在役管道 + 應(yīng)力振幅模型��； 參考：《浙江大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：在役管道實(shí)時(shí)應(yīng)力檢測(cè)與分析是保障管道安全運(yùn)行的有效方法,本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目"微弱沖擊信號(hào)的識(shí)別和提取技術(shù)研究"(編號(hào):51175466)和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目"復(fù)雜空氣分離類成套裝備超大型化與低能耗化的關(guān)鍵科學(xué)問題"(編號(hào):2011CB706505)課題"關(guān)鍵部件高強(qiáng)度大構(gòu)件保質(zhì)制造技術(shù)",開展了基于振動(dòng)測(cè)量的實(shí)時(shí)應(yīng)力獲取模型、在役管道安全檢測(cè)及壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研究工作,本文的主要工作和研究?jī)?nèi)容如下:第一章,闡述課題的研究背景,分析管道失效模式以及現(xiàn)階段管道安全評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)理論及方法的研究現(xiàn)狀,提出本文的研究?jī)?nèi)容及論文框架。第二章,通過分析應(yīng)力與彎矩、彎矩與曲率半徑的關(guān)系,構(gòu)建應(yīng)力與振動(dòng)幅值二階導(dǎo)數(shù)的映射模型,通過設(shè)定各傳感器等距采樣間隔應(yīng)用管線大擾度性質(zhì)得到應(yīng)力與振幅之間的直接映射模型。第三章,基于ANSYS和Matlab仿真分析振動(dòng)應(yīng)力,通過對(duì)比不同邊界條件、不同管徑管長比、不同采樣間隔、不同管道振動(dòng)模態(tài)以及不同管道類型有限元仿真應(yīng)力與振動(dòng)應(yīng)力模型計(jì)算應(yīng)力,進(jìn)行模型的驗(yàn)證分析,基于仿真結(jié)果提出了傳感器等差排列布局方案。第四章,基于振動(dòng)模型獲取的應(yīng)力時(shí)間歷程,提出了一種改進(jìn)雨流計(jì)數(shù)法,統(tǒng)計(jì)不同應(yīng)力幅值和不同應(yīng)力均值下的應(yīng)力循環(huán)次數(shù),得到幅值概率分布圖。結(jié)合S-N疲勞壽命曲線和線性損傷累積原理對(duì)管道壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。第五章,開發(fā)了一套管道安全檢測(cè)和壽命預(yù)測(cè)原型系統(tǒng)。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過對(duì)兩端固定和懸臂兩種邊界條件下的管道進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn),采集振動(dòng)信號(hào)和應(yīng)力信號(hào),并將振動(dòng)應(yīng)力模型計(jì)算應(yīng)力與應(yīng)變片測(cè)得應(yīng)力值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證應(yīng)力計(jì)算模型的可行性和系統(tǒng)可靠性。第六章,總結(jié)本文研究?jī)?nèi)容,對(duì)今后的研究工作進(jìn)行展望。
[Abstract]:The real-time stress detection and analysis of the service pipeline is an effective method to ensure the safe operation of the pipeline. This paper combines the National Natural Science Foundation Project "the identification and extraction technology of the weak impact signal" (numbered: 51175466) and the national key basic research and development plan project "the superlarge and low energy consumption" of the complex air separation equipment. "Key scientific problems" (number: 2011CB706505) topic "key components of high strength large components quality assurance manufacturing technology", carrying out the real-time stress acquisition model based on vibration measurement, the research work of the service pipeline safety detection and life prediction system, the main work and research content of this paper are as follows: chapter 1, expounds the research background of the subject, The current research status of pipeline failure mode and the theory and method of pipeline safety assessment and life prediction is analyzed. The research content and paper frame of this paper are put forward. In the second chapter, the mapping model of the two order derivative of stress and vibration amplitude is constructed by analyzing the relationship between stress and bending moment, bending moment and radius of curvature, and the various sensors are set up by setting various sensors and so on. The direct mapping model between the stress and the amplitude is obtained by the large disturbance distance from the sampling interval. In the third chapter, the vibration stress is simulated and analyzed based on ANSYS and Matlab, and the stress and vibration should be simulated by comparing the different boundary conditions, the tube length ratio, the different sampling interval, the different pipe vibration modes and the different pipe types. The stress model is used to calculate the stress, and the model is verified and analyzed. Based on the simulation results, the difference arrangement scheme of the sensor is proposed. In the fourth chapter, based on the stress time history obtained by the vibration model, an improved rain flow counting method is proposed to calculate the frequency of the stress cycle under different stress amplitude and different stress mean, and the probability distribution of the amplitude is obtained. Combined with the fatigue life curve of S-N and the principle of linear damage accumulation, the pipeline life is predicted. In the fifth chapter, a prototype system for pipeline safety detection and life prediction is developed. An experimental platform is set up to collect vibration signals and stress signals through the vibration test of the pipes at both ends fixed and two kinds of cantilever boundary conditions. The dynamic stress model is used to calculate the stress value of stress and strain gauge, to verify the feasibility of the stress calculation model and the reliability of the system. In the sixth chapter, the contents of this paper are summarized and the future research work is prospected.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U178

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本文編號(hào)：1964922