含蜡原油屈服过程及其受空隙影响的实验研究

含蜡原油屈服值是用于计算停输管线再启动压力的重要流变参数，作用建立了一套小型微机数据采集的模拟装置用于测定含蜡原油在给定温度条件下的屈服值，通过模拟热输管线实际工况，针对两种典型胶凝原油，分析了胶头版在管线中原油的屈服机理，首次提出了油中空隙对胶凝强度的影响关系，为长输原油管道的间歇输送工艺及停输再启动技术提供了理论依据。     

含蜡原油的流变学问题

用管道输送含蜡原油已有多年的历史,目前国内外大都采用加热输送工艺。这种工艺虽然可行,但也存在不少缺点,消耗燃料是其中之一。为了节能,管输含蜡原油的发展趋势是逐步降低输油温度,进而实现接近地温条件下的常温输送。国外在个别管道上实现了含蜡原油的常温输送。我国油田油气集输系统和若干输油管道,也已经部分地实现了原油常温输送工艺。尽管取得了以 ...     

串联管道串联阀芯受瞬变压力研究

结合成品油停输再启动特性,建立了成品油控制体运动方程、连续方程,提出了串联阀芯流阻系数模型。通过差分方法对其编程求解,以串联管道串联阀芯为例,得出了串联阀芯受瞬变压力变化规律,探讨了停输再启动输油管路瞬变压力震荡衰减问题。以一个具体的工程实例进行研究,结果表明:串联管道串联阀芯线性关闭较单阀门线性关闭产生的最大瞬变压力由5.6MPa减至4.3MPa,减少了30.23%;管路瞬变压力震荡过程中,随着流体可压缩性的增大,流体的振幅衰减加剧,在43.2s时间内,瞬变压力最大峰值由4.85MPa减至1.28MPa;双阀门停输再启动中延长任一个阀门启闭时间均可使最大瞬变压力减小;对于相同关阀计划,阀芯流量系数越平缓,阀芯受瞬变压力越小。     

胶凝原油蠕变的时间-温度-应力等效性

黏弹性蠕变是胶凝原油重要的流变特性,要描述胶凝原油的黏弹性蠕变行为,必须同时考虑 应力、时间和温度等参数. 于是对胶凝原油进行了不同应力和不同温度下的蠕变实验,利用 时间-温度-应力等效原理分析了胶凝原油的非线性蠕变行为,得到了参考应力和参考温度下 的蠕变主曲线,并用黏弹性流变模型拟合得到了蠕变主曲线的表达式. 从而可以分别通过较 高温度和应力水平下的短期蠕变行为来预测较低温度和应力水平下的长期蠕变行为.     

各向异性本构关系在板料成形数值模拟中的应用

对几种能表达面内各向异性的屈服准则Hill、Barlat-Lian、Barlat进行了比较。以弹性变形服从各向同性广义虎克定律的情况下，给出了基于张量算法推导的弹塑性本构关系的一般表达式，并由此导出了相应屈服准则的弹塑性本构关系的显式表达。借助ABAQUS软件本构模块用户子程序接口，分别实现了这些屈服准则在ABAQUS的嵌入。以模拟方形盒的拉延过程为例，分析了不同的屈服准则在板料成形过程数值模拟中的应用。模拟结果表明，基于弹塑性本构关系一般表达所列出的相应屈服准则的显式表达式是正确的；在采用壳元来模拟板料成形时，采用Barlat准则的模拟结果和采用Barlat-Lian准则的结果差别不大。     

立方晶体单晶材料屈服面的研究

将Hill屈服准则用于DD3镍基单晶合金屈服应力的预测，通过与试验结果比较发现，在760℃时的误差较大，根据立方单晶材料的屈服特点，用正应力偏张量平方与剪应力偏张量平方乘积项构成的应力不变量考虑单晶合金偏轴受载时存在的拉、剪应力耦合效应，提出了一个在工程上实用的新屈服准则．在新屈服准则中出现的参数可以通过单向拉伸试验确定，给出了确定这些参数的方法，并重新定义了适合新屈服准则的等效应力和等效应变，对各向同性材料，新屈服准则退化为Von Mises屈服准则，新定义的等效应力和等效应变退化为Von，Mises等效应力和等效应变，用新屈服准则对国产DD3单晶合金的屈服应力进行预测，能很好地符合试验结果；与Hill屈服准则比较，在760℃时的预测精度显提高。     

希尔新屈服准则另一简化形式的外凸范围及m值对屈服轨迹的影响

本文根据泰勒公式推导出了屈服而外凸的一般条件。在而内同性的情况下,研究了文献[1]中所推荐的新屈服准则的外凸性,讨论了屈服轨迹随 m 值的变化规仲以及屈服轨迹的变化对板枓压延性分析的影响。     

考虑拉压强度差效应的厚壁圆筒承载能力分析

应用双剪统一强度理论，考虑材料的拉压异性和同性，推导了在内压力和轴力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷表达式．在该表达式中，当反映中间主应力效应的系数取不同的值时，就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则的计算结果，并且绘制了在相应准则下的极限应力线图．从而可知：在三维应力状态下，应用该理论，可以获得极限载荷分析的精确解；极限载荷线图与三种屈服准则的屈服曲线是相吻合的；计算的结果可以用于拉压异性和同性的材料，为工程应用提供了理论依据．     

氯化银光塑性材料的屈服轨迹测试

本文对晶体光塑性材料氯化银在单轴和双轴应力状态下的屈服轨迹进行了测试,给出了在σ_1σ_2平面上的屈服轨迹,为深入了解该材料屈服特性和用该材料模拟研究实际问题提供了实验根据。     

胶凝原油粘弹性的实验研究

用控制应力流变仪ＲＳ７５对新疆、胜利、长庆等胶凝原油进行了粘弹性实验,结果表明,胶凝原油具有典型的粘弹性固体特性,如具有蠕变／回复特性,以及复数模量│Ｇ＾＊│大,损耗角δ小的特性等,小振幅剪切振荡粘弹性参数,可反映原油不同状态下的流变结构特点。     

长输管线整体下沟技术研究

 长输管线整体下沟技术是施工难点之一. 通过模拟大变形时的挠度曲线,建立力学计算模型,对管线下沟各阶段不同状态下的应力和变形进行分析,找出最不利的受力状态,得出吊点间距、起吊高度等指导施工的关键控制参数,并成功用于实践. 分析的结果可供矿浆管道、油气管道等长输管线整体下沟参考.     

基于非关联流动规律的Gotoh屈服准则的参数确定方法

屈服准则对板料成形过程的理论解析、工艺优化和有限元模拟有着重要的影响. 通过提高屈服准则的各向异性表征能力, 可以确保成形过程的可靠性及实际预测的准确性. 本文基于非关联流动法则, 给出了Gotoh屈服准则一套全新的参数求解方法. 在结合常用屈服准则并考虑流动规律的基础上, 分别以5754O铝合金、DP980先进高强钢和SAPH440结构钢作为研究对象, 进行了不同加载路径下各向异性变形行为的预测. 根据Gotoh屈服准则推导的屈服函数、塑性势函数以及基于关联流动的理论函数计算出屈服应力和各向异性指数$r$值随加载角度的分布趋势, 进而针对平面应力状态的屈服轨迹展开分析, 验证了不同屈服准则和流动规律对各向异性屈服行为的预测精度. 理论与实验数据对比结果表明: 不同屈服准则针对同种板料在流动规律一致的情形下其表征各向异性的能力有显著差异; 相同屈服准则基于不同流动规律其表征能力也具有明显差别. 基于非关联流动的屈服准则能极大地提高精度, 各向异性表征能力显著加强. 相关结果能够为各向异性屈服准则在塑性成形领域的实际应用方案提供重要参考.      

铝合金板材塑性性能的研究

铝合金在汽车工业中的广泛应用对于降低汽车重量、减少燃油消耗和汽车尾气的排放量具有十分重要的意义，但其室温塑性成形性能却受到了锯齿形屈服行为的影响，从而制约了铝合金进一步的推广应用。本文基于合金材料塑性变形过程中位错和溶质原子间相互作用的分析，建立了一个可用于描述锯齿形屈服现象的唯象本构模型。该模型将溶质原子对位错运动的钉扎效应和位错挣脱后的脱钉效应置于一个统一的框架内进行考虑，而这两个效应的相互竞争将决定材料宏观变形行为的发展演化。基于该模型的数值模拟结果和实验测试结果取得了良好的一致性，从而验证了理论和模型的有效性。     

不同后继屈服函数在弹塑性有限元中的应用评估

构造了一种在π平面上为椭圆的后续屈服函数,将该屈服函数、“Tresca”及“Misses型”后继屈服函数分别应用于干涉孔及冷胀孔问题的弹塑性有限元分析,并对这三种屈服函数在弹塑性有限元中的应用进行了评估。本文三种屈服函数在弹塑性问题中的应用评估对更有效地解决工程中的弹塑性问题有着实际的应用价值。     

钢筋混凝土轴对称球扁壳基于双剪屈服准则的极限分析

导出了基于双剪屈服准则的钢筋混凝土球扁壳的屈服条件，并利用此屈服条件求解出其极限荷载。     

塑性材料的统一屈服条件

从一个新的角度对经典屈服条件进行研究，并以最大剪应力是使塑性屈服发生的主要是否 是唯一因素为出发点，提出了包含材料特性以参数的统一屈服条件。     

多晶金属屈服的增殖模型及实验现象分析

本文提出了多晶金属屈服的非线性不可逆增殖模型，导出屈服动力学方程及屈服应力表达式，对有关屈服现象和实验结果给出了较合理的解释。     

双T~2和双τ~2屈服准则及其推广

双Ｔ￣２和双τ￣２屈服准则及其推广陈四利．俞秉义（沈阳工业大学力学教研室，沈阳１１００２３）１前言材料在复杂应力状态下的屈服和破坏，是固体力学的重要研究内容，本文在分析材料屈服时，建立了两个主剪应力之和表达式，即式中，主剪应Ｔ＿（１２）＝－Ｔ＿（２１...     

纯铜后继屈服面的测试与晶体塑性模型模拟

通过纯铜薄壁圆管试样的实测和晶体塑性模拟,用单试样法和多试样法对分别经历拉伸、扭转和组合拉扭变形的试样后继屈服面进行研究.考虑预变形方式、测点数目、测试顺序和指定平移应变等不同条件,对后继屈服面测定结果差异及屈服面内凹现象进行探讨.在此基础上,比较了单试样和多试样两种方法的合理性与有效性.数值模拟采用能反映Bauschinger效应的晶体塑性模型,试样有限元模型每个单元的晶体取向均随机生成,能反映多晶材料变形特征.模拟试验加载过程与真实试验一致.研究表明:(1)采用本文方法可再现真实试验过程,模拟后继屈服面测试展示的现象与实测相近,证实了方法的有效性和合理性;(2)模拟测试与实测均发现,薄壁圆管组合拉扭加载测得的后继屈服面可能出现内凹,单试样法测得屈服面的内凹现象尤为显著;(3)若试验材料的材质比较一致,用多试样法测试后继屈服比用单试样法更合理.     

海上溢油迁移转化的双层数学模型

海上溢油的双层数学模型将泄漏在海域中的溢油考虑为表层油膜和分布在整个水体中的悬浮 油滴两层组成. 采用Lagrangian追踪法模拟油膜的输移扩散. 在此方法中，油膜可用大量的小油滴表示，对每个油滴都规定随时间而变化的坐标系，油滴 的运动受到风、潮流和周围油的浓度影响. 油的迁移过程包括对流、扩展、湍动扩 散、附着在岸边以及沉降到海底等过程. 转化过程包括挥发、溶解、乳化等. 此外，光化学反应、生物降解能够改变油的特征以及减小油的污染. 该模型可以用于瞬时和连续溢油的情况，不仅可以用于模拟油，也可以模拟其它与油的密度 相近的有害物质的泄漏. 水动力学模型采用美国普林斯顿海洋模式(POM). 该溢油模型已应用于渤海海峡突发性溢油事故的模拟与预报.