【摘 要】
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随着中国城市化进程的加快,道路与管道交叉的情况日益增多,使管道运行安全受到威胁.以X65管道为研究对象,通过现场试验开展了空载、半载、满载3种动载荷作用下管道力学响应状态研究.基于试验结果建立考虑管土非线性相互作用的参数化数值计算模型,实现了车辆动载荷的精准模拟,数值计算结果与试验结果误差小于5％.在此基础上,探究了重车质量、管径、壁厚、内压等因素对管道轴向力学响应的影响.结果表明:重车碾压作用导致管道产生整体垂向弯曲变形与局部位置变形,其在管顶产生的轴向压应力与内压泊松效应产生的轴向拉应力相互消减,使管
【机 构】
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中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·油气管道输送安全国家工程实验室·石油工程教育部重点实验室·城市油气输配技术北京市重点实验室;中国石油管道局工程有限公司国际事业部;中国石油大学(北京)机械与储运
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随着中国城市化进程的加快,道路与管道交叉的情况日益增多,使管道运行安全受到威胁.以X65管道为研究对象,通过现场试验开展了空载、半载、满载3种动载荷作用下管道力学响应状态研究.基于试验结果建立考虑管土非线性相互作用的参数化数值计算模型,实现了车辆动载荷的精准模拟,数值计算结果与试验结果误差小于5％.在此基础上,探究了重车质量、管径、壁厚、内压等因素对管道轴向力学响应的影响.结果表明:重车碾压作用导致管道产生整体垂向弯曲变形与局部位置变形,其在管顶产生的轴向压应力与内压泊松效应产生的轴向拉应力相互消减,使管顶轴向应力减小;管底及管侧产生的轴向拉应力与内压泊松效应产生的轴向拉应力叠加,使管底轴向应力增大.增大管径、壁厚、管道埋深可以降低重车碾压对管道产生的影响,重车质量对管道轴向应力的影响最大,但影响程度通常小于100 MPa.
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为充分挖掘管道内外检测数据的有用信息,以管道内检测数据为基准,将其与外检测数据对齐,形成以位置信息为基准的内外检测对齐数据库,进而明确影响管道安全运行的主要因素.依托某天然气管道工程,利用内外检测数据对齐方法实现了数据对齐,并对管道腐蚀趋势进行综合分析与开挖验证,结果表明:该管道阴极保护状态良好,土壤电阻率和交/直流杂散电流使外防腐层破损点处形成腐蚀的可能性小;开挖验证证实在管道外壁存在金属损失处和管道外防腐层有破损处均未发现腐蚀行为.内外检测数据实现对齐有利于研究外部环境对管道安全的影响,进而完善管道完
降膜流动蒸发是液化天然气工艺中绕管式换热器的核心传热方式.为了研究不同雷诺数、管外径及管间距对烷烃类介质降膜流动管间流型、液膜厚度等参数的影响,基于VOF两相流模型和Level Set两相流模型的耦合模型,进行降膜流动的数值模拟研究,同时搭建可视化实验装置,对数值模型进行实验验证.基于数值模拟结果,拟合得到了适用于烷烃类介质的液膜厚度计算关联式.结果表明:雷诺数和管外径对液膜厚度分布影响较大,当管外径为4 mm时,在较大的雷诺数范围内(340～1 700),降膜流动的液膜厚度均匀,稳定性较差.研究成果可为
星敏感器是卫星高精度空间姿态测量与飞行控制的关键仪器.针对低阈值星等、大视场等特殊需求,设计了焦距55 mm,相对孔径1/1.1,视场角17° x17°的星敏感器光学系统.基于无热玻璃图方法,通过光学玻璃材料与机械结构材料的温度特性匹配优化,实现了光学被动式无热化设计.完成两级遮光罩与挡光环的消杂光结构设计,利用非序列光线追迹完成视场内成像光线鬼像分布与视场外杂散光仿真分析与计算.结果表明,星敏感器光学系统各视场弥散斑半径RMS小于4.5 μm,2×2像元内能量集中度≥96％,-35℃～45℃大温差下各视
根据IEC相关标准,采用重复脉冲和正弦电压测定变频电机绝缘系统PDIV,是评估低压散绕变频电机绝缘性能的关键手段.然而,现行IEC标准难以识别定子绕组绝缘薄弱点.对此,联合重复脉冲和正弦PDIV离线测试技术,提出定位变频电机绝缘薄弱点的“三步法”:首先采用重复脉冲电压测定电机匝间绝缘PDIV;然后利用正弦电压测定相间及主绝缘PDIV,并与匝间PDIV对比,确定电机绝缘薄弱点;最后通过测试电机在不同接地方式下的PDIV,可定位绝缘薄弱点是否位于定子绕组首端.另外,通过定子绕组电压分布仿真、3个商用电机薄弱点
折射率作为光学系统中应用最广泛的光学参数之一,对系统的光学性能具有极其重要的影响.厚度与折射率所组成的光学长度直接影响双折射器件在光学系统中的时延特性.本文提出一种基于光纤激光频率分裂效应的折射率/厚度双参量测量方法.该系统通过对插入激光腔内的双折射器件进行旋转,利用频率分裂效应对不同角度的器件的双折射参数进行测量.基于双折射器件中的折射率椭球,建立相位延迟、折射率、厚度和旋转角度之间的关系,通过拟合计算得到器件的折射率/厚度参数.实验结果表明,通过该系统对双折射元件的厚度测量误差为210 nm,本征折射
采用集成光学技术,设计与研制出了一种用于大电流测量的集成光波导电流传感器,器件体积为78 mmx18 mmx9 mm.对带有多环形天线和调制电极的传感器结构进行了理论分析,并利用COMSOL Multiphysics软件建立传感器的三维模型,仿真验证了所设计的传感器可用于脉冲大电流的测量.搭建了脉冲大电流测量实验系统,对传感器性能进行测试.结果表明,传感器测量得到的脉冲电流时域波形与Pearson电流互感器测量得到的脉冲电流时域波形相比,波前时间Tf 和持续时间Td的平均相对误差分别为3.977 5％和5
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