隨著我國集中供熱技術(shù)和工程的發(fā)展,許多供熱直埋管道在復(fù)雜、多變的工作環(huán)境下運行,不穩(wěn)定性因素增多,疲勞破壞事故更是時有發(fā)生。供熱管網(wǎng)最大年溫差疲勞循環(huán)次數(shù)作為管網(wǎng)疲勞壽命的一種統(tǒng)計數(shù)據(jù),不僅能充分考慮大小循環(huán)溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力對管網(wǎng)的損傷,而且在減少管網(wǎng)損傷、提高管網(wǎng)壽命等方面具有重要的意義。供熱管網(wǎng)的運行事故頻次和循環(huán)溫差對其疲勞壽命有著重要而直接的影響。然而,已有研究大多側(cè)重于對整體管網(wǎng)或以熱電廠為熱源的研究,而有關(guān)以區(qū)域熱水鍋爐房為熱源的供熱管網(wǎng)疲勞壽命的研究鮮有報道。鑒于此,本文在以區(qū)域熱水鍋爐房為熱源的管網(wǎng)運行事故頻次和運行參數(shù)的基礎(chǔ)上,利用模糊數(shù)學(xué)理論,對管網(wǎng)中存在的模糊現(xiàn)象進行深入分析,并對運行溫差進行數(shù)據(jù)處理,獲得相應(yīng)最大年溫差疲勞循環(huán)次數(shù),研究成果對我國集中供熱直埋管道的安全運行有重要的理論和實際意義。首先,本文針對供熱直埋管道所受載荷和應(yīng)力進行分類,并逐一分析供熱直埋管道四種極限狀態(tài)下的管道受力和破壞情況,得出對于供熱直埋管道疲勞壽命,低循環(huán)疲勞破壞對其影響較大,可以通過采集測量供熱管道運行溫度對其進行研究。其次,分析供熱直埋管網(wǎng)中熱應(yīng)力是否對管網(wǎng)造成損傷的問題上存在模糊現(xiàn)象,引入模糊數(shù)學(xué)理論對供熱直埋管道疲勞分析中存在的模糊現(xiàn)象進行研究和分析,并給出相應(yīng)的通用隸屬函數(shù)。結(jié)果表明:1)拋物線隸屬函數(shù)較適用于供熱直埋管道疲勞壽命的預(yù)測,歸納出適用于供熱直埋管道疲勞分析的通用隸屬函數(shù);2)證實了《區(qū)域供熱手冊》中提及的伯爾姆格林-米納公式是模糊數(shù)學(xué)中通用隸屬函數(shù)的一種;3)隸屬函數(shù)參數(shù)的選取不同,對疲勞壽命預(yù)測精度有很大的影響。再次,本文針對以區(qū)域熱水鍋爐房為熱源的供熱直埋管網(wǎng)事故情況進行問卷設(shè)計和調(diào)查,并采用SPSS對有效問卷進行數(shù)據(jù)描述和模型建立。結(jié)果表明:1)供熱系統(tǒng)分為四個等級且其事故發(fā)生頻次服從泊松分布;2)計算得出區(qū)域熱水鍋爐房為熱源的輸送干線、輸配干線及分支線各系統(tǒng),在30年的使用壽命內(nèi),事故發(fā)生的頻次及在置信水平為99%的置信區(qū)間;3)高頻事故位置主要為彎頭、補償器、固定墩、閥門。最后,本文按照室外計算溫度和供熱時長的不同,選取太原市、石家莊市、大同市、運城市為本次研究的四座代表性城市,并依次對四座城市的區(qū)域熱水鍋爐房運行期間輸送干線的供水和回水運行溫度進行采集和統(tǒng)計。按每天、每周和每月對循環(huán)溫差進行劃分,分別帶入適用于疲勞壽命分析的通用隸屬函數(shù)中進行計算分析在設(shè)計壽命30年內(nèi)的最大溫差循環(huán)次數(shù)。計算結(jié)果表明:1)區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線供回水管段的疲勞壽命循環(huán)次數(shù)區(qū)間由高到低的排序為大同市、太原市、石家莊市、運城市;2)疲勞壽命循環(huán)次數(shù)區(qū)間的排序與四座代表性城市的設(shè)計供熱時長成正比且一一對應(yīng),但與這四座代表性城市的供熱季室外平均溫度成反比;3)針對供熱室外計算溫度越低且供熱時長越長的集中供熱城市,區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線的疲勞損傷越大,在今后的設(shè)計運行中,應(yīng)加強供熱直埋管網(wǎng)的安全性能。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU995.3
【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 我國集中供熱的現(xiàn)狀
        1.1.2 供熱直埋熱水管道理論研究進展
        1.1.3 疲勞壽命研究進展
        1.1.4 模糊疲勞可靠性設(shè)計研究進展
    1.2 課題研究的意義及內(nèi)容
        1.2.1 課題研究的意義
        1.2.2 課題研究的內(nèi)容
第二章 區(qū)域熱水鍋爐房供熱直埋管道的疲勞破壞問題
    2.1 供熱管道的載荷及應(yīng)力分類
        2.1.1 載荷
        2.1.2 供熱直埋管道的應(yīng)力分類
    2.2 供熱直埋管道的極限
        2.2.1 管道的極限分類
        2.2.2 低循環(huán)疲勞破壞的確定
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于模糊數(shù)學(xué)的供熱直埋管道疲勞壽命估算
    3.1 供熱直埋管道中的模糊現(xiàn)象
    3.2 模糊數(shù)學(xué)的基本概念
    3.3 確定模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的方法
    3.4 四種常用型隸屬函數(shù)及熱應(yīng)力模糊段
    3.5 最大年溫差疲勞循環(huán)次數(shù)的確定
        3.5.1 供熱直埋管道熱應(yīng)力
        3.5.2 最大年溫差疲勞循環(huán)次數(shù)的確定
    3.6 算例分析及通用隸屬函數(shù)的確定
        3.6.1 半梯形隸屬函數(shù),正態(tài)分布隸屬函數(shù)及Г分布隸屬函數(shù)的算例分析
        3.6.2 拋物線隸屬函數(shù)的算例分析
        3.6.3 通用隸屬函數(shù)的確定
    3.7 本章小結(jié)
第四章 供熱直埋管道事故情況的調(diào)查統(tǒng)計
    4.1 數(shù)據(jù)來源
        4.1.1 供熱直埋管網(wǎng)的事故類型
        4.1.2 供熱直埋管網(wǎng)的事故特點
    4.2 供熱直埋管網(wǎng)事故的調(diào)查統(tǒng)計
    4.3 供熱直埋管網(wǎng)的事故頻次
        4.3.1 區(qū)域熱水鍋爐房的事故頻次
        4.3.2 輸送干線的事故頻次
        4.3.3 輸配干線的事故頻次
        4.3.4 分支線的事故頻次
    4.4 供熱管網(wǎng)的事故位置
    4.5 本章小結(jié)
第五章 區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線運行數(shù)據(jù)采集與疲勞分析
    5.1 區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線供水管段疲勞分析
        5.1.1 一號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線供水管道疲勞分析
        5.1.2 二號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線供水管段疲勞分析
        5.1.3 三號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線供水管段疲勞分析
        5.1.4 四號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線供水管段疲勞分析
        5.1.5 供水管段疲勞壽命分析小結(jié)
    5.2 區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線回水管段疲勞分析
        5.2.1 一號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線回水管段疲勞分析
        5.2.2 二號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線回水管段疲勞分析
        5.2.3 三號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線回水管段疲勞分析
        5.2.4 四號區(qū)域熱水鍋爐房輸送干線回水管段疲勞分析
        5.2.5 回水管段疲勞分析小結(jié)
    5.3 供回水管段疲勞分析小結(jié)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 主要工作及結(jié)論
    6.2 展望與建議
參考文獻
附錄 1
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫海濤;王臣;熊冬慶;王慶;房永剛;張躍;孫造占;;壓水堆核電站冷卻劑環(huán)境對核設(shè)備材料疲勞壽命的影響[J];核科學(xué)與工程;2014年04期

2 黃威;謝晉鎮(zhèn);;塔式起重機結(jié)構(gòu)疲勞壽命的研究[J];科學(xué)家;2017年05期

3 王放;陳志謙;呂世金;;金屬基復(fù)合材料熱機械疲勞壽命影響參數(shù)研究[J];船舶力學(xué);2010年07期

4 么亮;馮蘊雯;;三參數(shù)威布爾分布疲勞壽命分散系數(shù)確定方法[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年06期

5 王春民;;既有鐵路鋼板梁橋剩余疲勞壽命評估研究[J];西部探礦工程;2008年03期

6 湯清洪;王興貴;馬吉勝;陳明;;自行火炮履帶板多載荷疲勞壽命仿真[J];計算機仿真;2007年01期

7 許湘;黃建文;宋順成;;厚壁園管疲勞壽命的數(shù)值計算[J];科協(xié)論壇(下半月);2007年07期

8 張永乾,張崇高,段天慧;孔隙對陶瓷球接觸疲勞壽命的影響分析[J];陶瓷學(xué)報;2002年02期

9 王威,王文,陳子辰;汽車設(shè)計中的疲勞壽命估計方法及其最新發(fā)展[J];機電工程;1999年05期

10 馮振宇,諸德培,林富甲;隨機載荷下疲勞壽命的估算[J];機械科學(xué)與技術(shù);1996年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 崔闖;基于應(yīng)變能的鋼橋面板與縱肋連接細節(jié)疲勞壽命評估方法及其可靠度研究[D];西南交通大學(xué);2018年

2 劉志成;不同載荷模式下焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命評估方法的研究[D];湖南大學(xué);2017年

3 亓海全;20CrMnTi鋼成分優(yōu)化對組織及接觸疲勞壽命的影響研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

4 王翔;48MnV退役曲軸剩余疲勞壽命測評技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

5 翟建明;金屬材料經(jīng)硫化氫腐蝕后的疲勞可靠性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

6 羅明軍;汽車后扭力梁振動疲勞數(shù)值分析與研究[D];南昌大學(xué);2014年

7 張正偉;攪拌摩擦焊接構(gòu)件殘余狀態(tài)和疲勞壽命研究[D];大連理工大學(xué);2014年

8 奚蔚;缺口件疲勞壽命分布及參數(shù)敏度分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

9 劉建濤;薄壁結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性有限元數(shù)值模擬和疲勞壽命預(yù)測方法研究[D];電子科技大學(xué);2012年

10 趙富強;商用車變速器疲勞實驗特征辨識與壽命預(yù)測[D];太原理工大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉強;不確定性下輪盤彈塑性隨機有限元與結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];電子科技大學(xué);2018年

2 鄭方;基于模糊數(shù)學(xué)的區(qū)域鍋爐房供熱直埋管道疲勞循環(huán)次數(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2018年

3 籍超越;行星輪系均載特性有限元分析[D];太原理工大學(xué);2018年

4 葉青;軌道交通用6005A合金擠壓型材的疲勞性能研究[D];江西理工大學(xué);2018年

5 張?zhí)烊A;橡膠制品疲勞壽命的有限元分析與實驗研究[D];青島科技大學(xué);2017年

6 代意想;基于載荷譜的石油鉆機轉(zhuǎn)盤傳動齒輪疲勞壽命研究[D];武漢理工大學(xué);2015年

7 程帥奇;鐵路中等跨度搶修鋼梁疲勞性能研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2017年

8 熊威;基于疲勞壽命分析的汽車扭力梁懸架結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];武漢理工大學(xué);2015年

9 唐利;復(fù)雜環(huán)境作用下BFRP筋疲勞性能試驗研究[D];西南科技大學(xué);2017年

10 呂鋒;航空發(fā)動機渦輪盤疲勞壽命可靠性研究[D];天津大學(xué);2012年

本文編號：2894161