合理設計頂頭材質—抗磨耐熱球高壓化肥管的化學成分 ,抗磨耐熱高壓化肥管的化學成分 針對熱軋高壓化肥管均整機頂頭的工況條件和失效形式 .并通過試驗研究該材質的抗氧化性能 ,熱疲勞性能和抗磨熱性能 ;試驗結果表明 ,抗磨耐熱球墨鑄鐵在800℃氧化增重速度為 2.410gm2h,不足 45鋼的1/2;該材質頂頭的抗磨耐熱性能優良 ,頂頭壽命達到45鋼的4倍。穿孔頂頭是高壓化肥管生產中消耗量 的關鍵工具之一高壓化肥管的質量好壞,使用壽命的高低,對高壓化肥管的質量、生產效率有很大的影響。因此,為了延長頂頭的使用壽命,減少不必要的損耗,對頂頭進行表面改性,從而提高其表面硬度、耐磨性及抗氧化性。等離子噴涂技術,可以有機的將基體與表面涂層的特點結合起來,發揮兩類材料的綜合優勢,獲得理想的復合材料結構。
       因此本論文采用高壓化肥管金屬陶瓷顆粒作為穿孔頂頭的噴涂材料,對噴涂后的頂頭進行溫度場及應力場的數值模擬。應用ANSYS有限元分析軟件對穿孔頂頭等離子噴涂及冷卻過程進行數值模擬。高壓化肥管建立計算模型時,采用沿噴涂方向小逐段前進,厚度方向小逐層疊加來模擬真實的噴涂及沉積過程,得到涂層連續移動的基體和涂層的溫度場分布及熱應力分布。同時,為了進一步得到優質的復合涂層,計算過程中通過改變基體溫度,更換涂層材料,分析比較不同情況下頂頭的溫度場和應力場分布。結果表明WC作為鋁管涂層材料,基體溫度為室溫30℃時,隨著噴涂的進行,熱影響區域逐漸增大,模型的不同區域由于熱積累噴涂后表面 溫度增加。高壓化肥管噴涂過程中,噴涂處涂層附近產生較大熱應力,噴涂結束,應力逐漸減小。高壓化肥管頂頭經800冷卻至室溫時,頂頭涂層和涂層周圍產生殘余應力, 殘余應力出現在鼻部與徑帶連結處的涂層附近。對基體預熱至200℃后進行噴涂,噴涂過程中涂層溫度明顯升高,熱應力減小,頂頭經1800冷卻至室溫,殘余應力大大減小。Al2O3作為涂層材料,基體溫度為室溫時,所得溫度場及應力場結果與WC作為涂層材料時基本相同。對6016鋁合金進行單向拉伸試驗,分析不同應變速率對高壓化肥管力學性能的影響,建立了6016鋁合金Johnson-Cook本構模型及其斷裂應變模型,并對鋁合金薄壁方管軸向沖擊載荷下的吸能特性進行分析,研究鋁合金方管的壁厚、長度和沖擊速度對其吸能特性的綜合影響。結果表明,高壓化肥管鋁合金流動應力對應變率敏感性較低,但斷裂應變對應變率具有一定的敏感性。高壓化肥管在軸向沖擊載荷下,鋁合金薄壁方管出現漸進屈曲變形,具有較好的吸能特性。但隨著厚度、長度和沖擊速度的增加,鋁合金方管容易出現混合變形模式,吸能特性有所降低。

       對平面斜拉橋模型的損傷進行識別研究。結構首先被分成若干局部分區,DLV法基于高壓化肥管大跨橋梁結構基于DLV法的高壓化肥管斜拉橋分散式損傷識別研究、一種分散式的損傷識別方法.然后分別采集結構各分區動力響應號。每一分區內,采用基于柔度矩陣的損傷定位向量方法(DLV,利用結構局部動力息進行損傷識別,以判斷分區高壓化肥管內各單元的結構狀態。 各分區將結果發送回中央基站,通過中央基站對各分區的識別結果的比對判別結構損傷狀況。鋁管某2D斜拉橋模型的數值模擬結果表明這個方法可行。大跨橋結構高壓化肥管監測系統的模態識別和誤差分析及損傷識別 大跨橋梁的結構監測用其有限測點上脈動反應的高噪比數據識別損傷。

       大跨橋結構損傷識別的多個環節,主要創新點有:1用時域NExT-ERA 法識別結構模態參數,完善了其理論,并通過a定義并使用一個新的相關估計的公式,b利用穩定圖中不同系統階次識別的模態參數的算術平均,提高模態識別精度并形成了改進的NExT-ERA 法。推導了從白噪聲激勵下含測量白噪聲的結構反應時程進行模態識別時的有限采樣誤差。2定義并用等價奇異值和等價向量推導了稀疏模態、化肥專用管小阻尼比時大維數Hankel陣的奇異值和奇異向量與模態參數的對應關系,簡化了已有誤差公式,推導改進NExT-ERA 中模態參數有限采樣誤差受測量時長、采樣頻率、噪比和奇異值等影響的規律。據此提出穩定圖法和奇值法選擇識別的高精度模態。3提出一個用完備的振型構造的單元模態應變能指標,不但能定位梁式結構的多處損傷,還能指示抗彎剛度分量折減的損傷程度。針對西堠門懸索橋可能發生的損傷,比較了基于完備振型的該指標、坐標模態保證準則和模態柔度差以及基于響應的小波包組分能量變化率識別損傷的能力。比較了三種模態擴展方法,以將有限測點上的不完備振型擴展到全部自由度,并用擴展振型構造不完備模態應變能指標;直接用不完備振型構造不完備模態柔度差指標,石油管的損傷識別能力;然后研究了用改進的遺傳算法優化傳感器布點,使前述不完備損傷指標對結構可能的損傷靈敏,又提出使擴展模態誤差小的傳感器布點方法,驗證了 布點下不完備損傷指標的識別能力。上述工作是對損傷識別各個環節中方法的系統研究。