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压力容器用钢疲劳可靠性研究

卜海峰

  疲劳破坏在现代工业中是十分普遍的,尽管人们对疲劳问题已引起重视,但是,近年来疲劳事故仍然不断发生。因此克服疲劳、消除隐患,用疲劳分析方法指导设计已成为现代工业技术中的重要课题。目前机械工程设计处于变革时代,正由传统的“安全系数”保障强度裕量的设计朝向以力学分析和概率方法相结合的可靠性设计演进。概率疲劳是用概率统计方法研究机械零件和结构构件的疲劳损伤,根据其存在的不确定性因素及分布进行疲劳强度分析的一门学科。疲劳试验数据的离散性,零件和构件加工允许的尺寸偏差,材料中分布的原始缺陷,以及受载零件危险部位应力响应的分布特性等,都说明应力和强度以及影响它们的因素都是随机变量,它们有各自的分布形式,应该用概率统计理论和方法来处理,才能使疲劳强度在工程中所确定的寿命,成为保证某一概率下的可靠寿命。国产WDL钢种是一种对焊接冷裂纹敏感性低、焊接前不要预热或稍加预热而不产生焊接冷裂纹的钢板。该钢种的全称为低焊接裂纹敏感性07MnCrMoV系列钢(简称WDL钢)。对WDL钢种进行系列规范性的概率断裂力学试验研究,不仅为压力容器的安全评定和可靠性分析打下基础,同时为压力容器评定规范研究打下基础。特别是对首都周围的石化企业中的压力容器安全评定研究。在燕山石化总公司、东方炼油厂等单位拥有该钢种建造的压力容器数十台,这些设备的安全运营直接关系到北京的经济建设与安全。本文运用概率疲劳的基本原理,对武汉钢铁公司WDL钢种中的WH530钢和WH610D2钢的标准疲劳试样,通过成组试验方法,测定上述两种材料的概率疲劳寿命,分别做出他们的P-S-N曲线。并利用数理统计理论,探讨P-S-N曲线的广义描述方法,P-S-N曲线方程参数的估计方法,以及对应不同应力水平下的材料疲劳寿命在给定置信度下的置信区间估计方法。通过上述试验研究与理论分析,给出WH530和WH610D2两种钢材的疲劳性能参数,并给出这两种钢材的疲劳可靠性曲线,为工程应用提供依据。并利用概率疲劳的基本理论,得出材料疲劳可靠性估计的广义方法。……   
[关键词]:疲劳可靠性;P-S-N曲线;广义描述;置信区间;疲劳极限;WH530;WH6610D2
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京工业大学2001年
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