基于HILL屈服准则的正交各向异性金属承压结构分析设计方法

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51675260
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0504.机械结构强度学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Pressurized equipment made from Titanium and Zirconium with orthotropic properties has been widely employed as condenser in nuclear reactor,manned submersible in deep-sea exploration, pressure tank in spacecraft and cladding-tube used for nuclear fuel in nuclear reactor. It is no doubt that the advancement of design method and principle is very important. In present project, elastic-plastic mechanics theory, finite element method and experiment technique will be used to study stress intensity, plastic failure load for orthotropic metallic pressurized shell and component, to solve the stress and strain for orthotropic metallic pressurized shell, to obtain the solution of primary and secondary stress for orthotropic metallic pressurized shell & component and to acquire the limit load and collapse load for metallic pressurized shell & component according to orthotropic yield criterion. The goal of present project is to demonstrate the evolution of elastic-plastic stress and strain for orthotropic metallic pressurized shell & component, to propose design criterion, the method of design by rule and therefore to establish the design criterion and methodology of design by analysis for orthotropic metallic pressurized shell & component based on plastic failure HILL yield criterion of orthotropic metal through systematic and further investigation. The work will build the foundation for design theory of orthotropic metallic pressure vessel and supply technique assurance for the safety of pressure vessel.
具有显著正交各向异性金属钛、锆等承压设备广泛用于核电冷凝器、深海载人潜水器、宇宙飞船压力容器、核燃料包壳等,其设计方法的先进性毋庸置疑极其重要。课题拟运用弹塑性力学理论、有限元方法、试验测试技术,开展正交各向异性金属承压壳体与结构的应力强度、塑性失效载荷研究,求解正交各向异性金属承压壳体的应力和应变、承压结构的一次应力和二次应力及正交各向异性金属材料屈服准则下承压壳体与结构的极限载荷和塑性垮塌载荷。课题的研究目标是,通过对正交各向异性金属承压结构深入系统的研究,揭示正交各向异性金属承压壳体与结构的弹塑性应力应变演化规律;基于正交各向异性金属材料塑性失效HILL屈服准则,提出正交各向异性金属承压壳体与结构的设计准则和规则设计方法,建立正交各向异性金属承压结构设计准则与分析设计方法体系。研究工作将为正交各向异性金属压力容器设计奠定理论基础,为承压设备的安全提供技术保障。

结项摘要

正交各向异性钛制承压设备应用广泛,设计方法的精准性极其重要。本课题运用了弹塑性力学理论、有限元方法、试验测试技术,开展了正交各向异性金属承压结构的应力强度、塑性失效载荷研究,求解了正交各向异性金属承压壳体的应力和应变、承压结构的一次应力和二次应力及正交各向异性承压壳体与结构的极限载荷和爆破载荷。研究还拓展了正交各向异性外压结构的设计方法以及组合载荷下正交各向异性厚壁压力管道、含局部减薄缺陷厚壁压力管道、含周向表面裂纹厚壁压力管道的极限载荷研究。研究成果揭示了正交各向异性金属承压壳体与结构的弹塑性应力应变演化规律,建立了基于HILL屈服准则的正交各向异性金属承压壳体与结构的设计方法和体系,系统提出了正交各向异性压力管道的极限载荷计算方法。研究工作为正交各向异性承压结构设计奠定理论基础,为正交各向承压设备的安全运行提供技术保障。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(0)
Analytical solution for limit load of orthotropic pressure pipe with internal circumferential crack
内周裂纹正交各向异性压力管极限载荷解析解
  • DOI:
    10.1016/j.ijmecsci.2018.09.002
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    International Journal of Mechanical Sciences
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Qin Yu;Chang-Yu Zhou;Zi-Wen Wang;Xiao-Hua He
  • 通讯作者:
    Xiao-Hua He
Optimal Design of a Miniaturized Cruciform Specimen for Biaxial Testing of TA2 Alloysmetals
TA2合金金属双轴测试小型十字形试样的优化设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    metals
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zhikang Zhu;Zheng Lu;Peng Zhang;Wei Fu;Changyu Zhou;Xiaohua He
  • 通讯作者:
    Xiaohua He
锥壳开孔接管结构失稳临界压力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    化工机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏伟韦;贺小华
  • 通讯作者:
    贺小华
正交各向异性钛制圆柱壳-锥壳结构失稳研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    机械设计与制造
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏伟韦;贺小华;胡嘉琦
  • 通讯作者:
    胡嘉琦
Experimental characterization of anisotropic tensile mechanical behavior of pure titanium tube
纯钛管各向异性拉伸力学行为的实验表征
  • DOI:
    10.1007/s42243-018-0210-4
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Iron and Steel Research International
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Zhou Jin biao;Sun Peng yan;Zhou Chang yu;He Xiao hua
  • 通讯作者:
    He Xiao hua

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其他文献

工业纯钛TA2室温蠕变条件下裂纹尖端的参量表征与估算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Rare Metal Materials and Engineering
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    代巧;周昌玉;彭剑;杨志锋;贺小华
  • 通讯作者:
    贺小华
工业纯钛TA2非概率失效评定曲线研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
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  • 作者:
    陈祥伟;贺小华;代巧;周昌玉
  • 通讯作者:
    周昌玉
稳态活性自由基共聚物微观结构模
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机与应用化学,24(2),159-162,2007
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  • 作者:
    戴威;国玉梅;谢美然;贺小华
  • 通讯作者:
    贺小华
工业纯钛中低温拉伸行为的温度与应变速率敏感性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    南京工业大学学报
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  • 作者:
    彭剑;周昌玉;代巧;贺小华
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    贺小华
偶氮苯三嵌段共聚物的合成、自组装及响应性研究
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    臧明辉;李策;孙吴琼;贺小华;林绍梁
  • 通讯作者:
    林绍梁

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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