多因素作用下海底管道受船锚拖曳损伤分析

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作者 曹国民 高唯 +5 位作者 帅义 彭云超 陈乐蓓 田野 张怡 任运波 《油气储运》 北大核心 2026年第1期69-77,共9页

【目的】船舶抛锚作业导致的锚链拖曳是海底管道面临的主要外部威胁之一,易引发管道弯曲、屈曲甚至破裂失效。现有研究多聚焦于锚-土相互作用或管道局部损伤,而对于拖曳载荷引发管道整体弯曲失稳这一主导失效模式,特别是多因素影响机制... 【目的】船舶抛锚作业导致的锚链拖曳是海底管道面临的主要外部威胁之一,易引发管道弯曲、屈曲甚至破裂失效。现有研究多聚焦于锚-土相互作用或管道局部损伤,而对于拖曳载荷引发管道整体弯曲失稳这一主导失效模式,特别是多因素影响机制及其耦合效应的系统性研究仍显不足。因此,揭示多因素耦合作用下海底管道的拖曳损伤机理,分析各因素的影响规律,可为海底管道的安全防护设计提供科学依据。【方法】以杭州湾服役的两条典型X60海底管道为研究对象,计算管-土相互作用力及船锚拖曳力,基于ABAQUS有限元软件建立考虑管-土相互作用的船锚拖曳分析模型。通过参数化分析,系统探讨了拖曳载荷角度、土壤类型、海水流速及管道径厚比对管道应力、应变及位移的影响规律。【结果】拖曳载荷角度增大导致管道最大Mises应力下降,但最大位移持续增加,且拖曳载荷角度为30°后位移增速显著加快,其主要原因是垂直分力增大使得管道抬离海床,削弱了土壤约束。土壤刚度是管道关键保护因素,其中淤泥质黏土约束最弱,管道应力、应变及位移最大;碎石土则提供了最强的被动土抗力与约束,保护效果最优,可显著降低管道力学响应。海水流速可通过增大锚链水流阻力间接影响管道,流速增大导致锚链拖曳力显著衰减,进而降低了管道应力、应变及位移。管道径厚比增大可显著提升其对力学响应的敏感性,且该影响与海水流速存在显著耦合作用,在低流速条件下尤为突出。【结论】海底管道在船锚拖曳下的损伤行为是拖曳载荷方向、土壤约束特性、海水流速及管道径厚比等多因素复杂耦合的结果。碎石土等硬质土壤可有效增强约束,抑制管道变形,工程实践中应优先选用。应避免直接使用原位软土进行回填,通过有效增强土体约束可抑制弯矩主导的失稳风险。相关研究结果可为复杂海洋环境下海底管道的防护工程设计提供重要依据。 展开更多

关键词 海底管道 船锚拖曳 管土相互作用 有限元模型 损伤分析

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低温条件下X52管线钢的韧脆转变规律及对CO_(2)管道止裂的启示

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作者 张怡 石磊 +2 位作者 帅义 周立国 唐聪 《管道保护》 2026年第1期53-62,共10页

CO_(2)介质在泄漏过程中,由于焦耳-汤姆逊效应及节流放空等操作特性,可使管道局部温度骤降至-78.5℃,显著提升脆性断裂风险。为准确识别CO_(2)管道钢的韧脆转变温度,阐明低温条件对其韧脆断裂行为的影响规律,为CO_(2)管道的止裂设计和... CO_(2)介质在泄漏过程中,由于焦耳-汤姆逊效应及节流放空等操作特性,可使管道局部温度骤降至-78.5℃,显著提升脆性断裂风险。为准确识别CO_(2)管道钢的韧脆转变温度,阐明低温条件对其韧脆断裂行为的影响规律,为CO_(2)管道的止裂设计和安全评估提供理论指导。以X52管线钢为研究对象,通过不同低温条件下的夏比冲击试验及断口形貌分析,测试了温度对管材冲击韧性的影响规律,探讨了裂纹萌生、稳定扩展与失稳扩展过程的温度响应,并揭示了低温条件下材料断裂行为演化规律以及断裂机制。研究结果表明,随着环境温度的降低,材料冲击吸收能量显著下降,断裂模式由韧性撕裂逐步过渡为韧脆混合,最终转变为典型的脆性解理断裂。材料的韧脆转变温度位于-70℃至-80℃区间内,其中-60℃为止裂能力急剧退化的临界温度点。 展开更多

关键词 CO_(2)管道 夏比冲击能 韧脆转变温度 断裂行为

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含划痕-凹陷组合缺陷管道屈曲失稳机理及极限承载能力研究

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作者 张俊杰 曹胜 +6 位作者 王俊强 帅义 周翰宸 田野 张晓兵 任运波 卢泓方 《压力容器》 北大核心 2025年第4期56-63,共8页

为研究含划痕-凹陷组合缺陷管道的弯曲失效规律,基于非线性有限元分析方法,建立含划痕-凹陷组合缺陷管道屈曲失效数值模型,通过计算分析不同参数对含划痕-凹陷组合缺陷管道极限弯矩承载能力的敏感性,揭示组合缺陷管道屈曲失稳机理。研... 为研究含划痕-凹陷组合缺陷管道的弯曲失效规律,基于非线性有限元分析方法,建立含划痕-凹陷组合缺陷管道屈曲失效数值模型,通过计算分析不同参数对含划痕-凹陷组合缺陷管道极限弯矩承载能力的敏感性,揭示组合缺陷管道屈曲失稳机理。研究结果表明,随着凹陷深度的增加,管道屈曲临界弯矩逐渐减小;管道屈曲临界弯矩随着管径和壁厚的增大而增大;内压的增大在一定程度上能够提高管道的屈曲临界弯矩,但当内压增大到一定程度时,管道屈曲临界弯矩将会减小;划痕的长度是影响管道承载能力的主控因素,随着划痕长度的增加,对管道极限弯矩承载能力的削弱效果越明显。研究结果可为含划痕-凹陷组合缺陷管道的完整性评价提供科学依据。 展开更多

关键词 凹陷-划痕组合缺陷 管道 屈曲失稳 有限元分析 完整性评价

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X80钢制管道环焊缝应变时效特性及预测方法 被引量：1

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作者 范玉然 帅义 +5 位作者 张铁耀 帅健 张怡 高唯 石磊 张俊杰 《油气储运》 北大核心 2025年第2期184-193,共10页

[目的]长输管道在建设与运行期间不可避免会受到应变时效的影响,导致管道母材与环焊缝的力学性能发生劣化,影响服役安全。随着高钢级X80管道的规模化应用,探究高钢级管道环焊接头应变时效特性及规律对保障管道安全服役具有重要意义。[方... [目的]长输管道在建设与运行期间不可避免会受到应变时效的影响,导致管道母材与环焊缝的力学性能发生劣化,影响服役安全。随着高钢级X80管道的规模化应用,探究高钢级管道环焊接头应变时效特性及规律对保障管道安全服役具有重要意义。[方法]选取等强匹配X80钢制管道环焊接头作为研究对象,通过标准冲击实验与小尺寸拉伸实验研究环焊接头经不同温度及周期时效处理后的力学性能变化规律;基于大量实验数据与理论模型,建立了X80管道环焊缝应变时效临界劣化时间预测模型。[结果]相较于单一预应变处理或单一高温时效处理,应变时效处理后环焊缝的冲击韧性显著降低,降幅可达68.5%;应变时效处理后,X80钢的应力-应变曲线由“圆屋顶型”转变为“吕德斯型”,材料强度升高、塑性降低;随着时效温度、时效周期的增加,焊缝材料的塑性变形能力急剧劣化。[结论]通过所建应变时效临界劣化时间预测模型,预测得到在服役温度为20℃的条件下,若X80钢环焊缝发生应变集中,其韧性将于约119.7 d后劣化至无法满足安全服役要求。研究成果可为高钢级管道环焊缝应变时效的认识、防治及控制提供数据支撑与理论指导。 展开更多

关键词 油气管道 X80钢 环焊缝 冲击韧性 力学性能 应变时效

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基于电池-超级电容混合储能系统的控制策略 被引量：4

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作者 帅怡 李维斌 晏沔 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期171-180,共10页

为匹配中国环流三号装置磁体线圈功率和能量需求,基于模型预测控制理论,设计电池-超级电容混合储能系统放电策略。以环向场线圈为储能系统输出端负载,建立系统预测模型,根据电池、超级电容特性和负载能量需求设计目标函数,实时求解最优... 为匹配中国环流三号装置磁体线圈功率和能量需求,基于模型预测控制理论,设计电池-超级电容混合储能系统放电策略。以环向场线圈为储能系统输出端负载,建立系统预测模型,根据电池、超级电容特性和负载能量需求设计目标函数,实时求解最优开关序列。对电池储能子系统、超级电容储能子系统分别采用长周期慢控、短周期快控,实现电池稳定放电和超级电容瞬态响应。基于MATLAB/Simulink平台进行仿真验证,混合储能系统稳定输出满足负载需求的平顶电流,其电流纹波为0.22%,验证控制策略有效性。 展开更多

关键词 混合储能系统 模型预测控制 CUK变换器 电池-超级电容 磁体线圈

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地震灾害作用下埋地管道事故统计分析与启示

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作者 帅义 徐春燕 +7 位作者 史鹏宇 胡融睿 范玉然 韩俊艳 任运波 田野 张怡 高唯 《天然气工业》 北大核心 2025年第7期158-167,共10页

随着中国管道系统建设规模的持续扩大,地震灾害对埋地管道安全完整性的威胁日益加剧。地震灾害可能导致埋地管道发生断裂、变形损伤、屈曲失稳等失效破坏,严重时甚至会引发泄漏、燃烧、爆炸等重大事故。为此,系统收集地震灾害引发管道... 随着中国管道系统建设规模的持续扩大,地震灾害对埋地管道安全完整性的威胁日益加剧。地震灾害可能导致埋地管道发生断裂、变形损伤、屈曲失稳等失效破坏,严重时甚至会引发泄漏、燃烧、爆炸等重大事故。为此,系统收集地震灾害引发管道失效的案例,通过广泛收集国内外地震灾害下管道失效案例共55例,总结了地震导致管道失效的主要原因、失效形式及其后果,并从震级、管道类型、失效模式等多个维度进行事故规律的统计,分析了地震作用下埋地管道的失效事故规律,对埋地管道的建设与安全运行具有重要意义。研究结果表明,①国内外由地震引发的管道失效事故数量逐年增多,特别是跨越地震断裂带区域的管道尤其明显;②城市天然气和供水管道系统因其分布集中、路由复杂,在地震中更容易遭受破坏,且常伴随严重的次生灾害发生;③6级及以上地震是管道失效的主要诱因,失效模式以断裂和泄漏为主,占比分别为53.3%、29.0%;④断层位移、地震诱发的滑坡和土壤液化等永久地表变形是引发管道失效的主要原因,其中断层活动占比最大,达到72.8%。结论认为,通过对管道失效案例的统计分析,揭示了地震作用下埋地管道的事故规律及特点,可为埋地管道的抗震设防、管道地震灾害的风险评估以及管道的安全运维提供重要的参考依据。 展开更多

关键词 地震破坏 管道失效 统计分析 破坏机制 失效类型 抗震能力

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无负极钠电池的铝合金集流体研究

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作者 龚雄伟 胡一龙 +3 位作者 帅毅 黄杨潇逸 吴明亮 李明 《山东化工》 2025年第17期1-4,共4页

丰富的钠资源使得钠电池备受关注,其中无负极钠电池因不含活性负极材料,被认为是下一代高能量密度钠电池有力竞争者。负极集流体的设计在无负极钠电池中起着举足轻重的作用。在本研究中,用简单的熔化方法开发了铝锌和铝锡合金集流体。... 丰富的钠资源使得钠电池备受关注,其中无负极钠电池因不含活性负极材料,被认为是下一代高能量密度钠电池有力竞争者。负极集流体的设计在无负极钠电池中起着举足轻重的作用。在本研究中,用简单的熔化方法开发了铝锌和铝锡合金集流体。相比于铝锌合金,铝锡共晶合金展示了独特的表面特性,锡元素在合金中以金属单质形态存在,可破坏铝表面的钝化膜,活化铝表面。铝锡共晶合金表面展示了强烈的钠亲和力,促进了钠的均匀形核和沉积。该铝锡共晶合金集流体可实现钠的高度可逆,半电池的平均库仑效率可达99.97%,循环寿命超过4000次。与Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料匹配后,Al2Sn-NVP全电池在100次循环后的容量保持率为40%,明显优于铝锌合金和铝箔。 展开更多

关键词 无负极钠电池 铝合金集流体 铝锌合金 铝锡合金

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金匮肾气丸加减联合枸橼酸氯米芬片治疗脾肾阳虚型多囊卵巢综合征的疗效观察

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作者 帅奕 卢知知 +1 位作者 尹礼烘 安晓青 《天津药学》 2025年第10期1246-1249,共4页

目的探讨金匮肾气丸加减联合枸橼酸氯米芬片治疗脾肾阳虚型多囊卵巢综合征(PCOS)的疗效。方法纳入南昌大学附属康复医院2023年12月至2024年12月收治的96例脾肾阳虚型PCOS患者,按照随机数字表法分为对照组(给予枸橼酸氯米芬片治疗)和观察... 目的探讨金匮肾气丸加减联合枸橼酸氯米芬片治疗脾肾阳虚型多囊卵巢综合征(PCOS)的疗效。方法纳入南昌大学附属康复医院2023年12月至2024年12月收治的96例脾肾阳虚型PCOS患者,按照随机数字表法分为对照组(给予枸橼酸氯米芬片治疗)和观察组(给予金匮肾气丸加减联合枸橼酸氯米芬片治疗),各48例。比较两组治疗效果、中医证候积分、性激素水平及不良反应情况。结果观察组总临床有效率为93.75%,高于对照组的77.08%,有统计学差异(P<0.05);治疗后观察组中医证候积分、促黄体生成素(LH)、睾酮(T)分别为(13.11±2.12)分、(11.15±1.56)IU/L、(1.09±0.34)pmol/L,均低于对照组的(16.12±2.45)分、(14.03±2.19)IU/L、(1.53±0.41)pmol/L;治疗后观察组促卵泡刺激素(FSH)、雌二醇(E_(2))分别为(9.64±2.59)IU/L、(181.26±9.15)pmol/L,均高于对照组的(7.17±2.08)IU/L、(170.05±8.69)pmol/L,有统计学差异(P<0.001);两组总不良反应发生率无统计学差异(P>0.05)。结论金匮肾气丸加减联合枸橼酸氯米芬片治疗脾肾阳虚型PCOS疗效确切,能调节性激素分泌,促进症状改善,且安全性较高。 展开更多

关键词 多囊卵巢综合征 脾肾阳虚型 金匮肾气丸 枸橼酸氯米芬片 性激素水平

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基于容量喂养策略联合递进式肠内营养支持在口腔癌术后病人中的效果观察

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作者 楼燕凤 宫慧娟 +2 位作者 叶向红 帅逸 杨洋 《肠外与肠内营养》 北大核心 2025年第6期358-363,共6页

目的:探讨基于容量喂养策略联合递进式肠内营养支持在口腔癌术后病人中的临床应用效果。方法:选取2022年3月~2023年8月口腔科收治的96例口腔癌手术病人,随机分为对照组与观察组,对照组采取常规肠内营养护理,观察组采用基于容量喂养策略... 目的:探讨基于容量喂养策略联合递进式肠内营养支持在口腔癌术后病人中的临床应用效果。方法:选取2022年3月~2023年8月口腔科收治的96例口腔癌手术病人,随机分为对照组与观察组,对照组采取常规肠内营养护理,观察组采用基于容量喂养策略联合递进式营养支持治疗。观察两组病人检验学指标、人体学测量指标、术后恢复、胃肠道不良反应与皮瓣成活率。结果:两组病人入院时人体学测量及实验室营养指标差异无统计学意义(P>0.05),术后观察组血红蛋白(Hb)、白蛋白(Alb)、体质指数(BMI)、肱三头肌皮肤褶皱厚度(TSF)值高于对照组,观察组术后恢复时间[胃管拔除(10.85±3.33)d、引流管拔除(9.88±2.99)d及第一次排便时间(4.06±0.86)d]短于对照组对应指标[(12.63±4.79)d、(11.42±3.49)d、(4.46±0.74)d]。观察组术后并发症发生率(20.83%)低于对照组(60.42%),差异均有统计学意义(P<0.05)。干预后,观察组病人皮瓣成活率(96.15%)高于对照组(86.96%)。结论:基于容量喂养策略联合递进式肠内营养支持治疗可改善病人的营养状态,能降低术后并发症、提高皮瓣成活率、促进口腔癌病人术后康复。 展开更多

关键词 容量喂养 递进式 营养支持 口腔癌

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重组人皮肤模型在化妆品皮肤刺激性评价中的应用研究 被引量：5

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作者 孙静秋 邓晗依 +4 位作者 帅怡 李晨 王彦琴 沙毅杰 陶功华 《毒理学杂志》 CAS CSCD 2021年第1期30-34,共5页

目的探讨重组人皮肤模型应用于化妆品体外皮肤刺激性评价的可行性。方法以重组人皮肤模型(EpiSkinTM)为受试模型,在对10个已知刺激性分类的标准化学品进行方法验证的基础上,再根据化妆品的使用特性对23个产品进行皮肤刺激性分类评价,其... 目的探讨重组人皮肤模型应用于化妆品体外皮肤刺激性评价的可行性。方法以重组人皮肤模型(EpiSkinTM)为受试模型,在对10个已知刺激性分类的标准化学品进行方法验证的基础上,再根据化妆品的使用特性对23个产品进行皮肤刺激性分类评价,其中6个基础型化妆品和10个美容型化妆品暴露18 h、7个清洁型化妆品分别暴露18、4和2 h,检测终点为MTT试验测定细胞活性,并以细胞相对存活率50%为判定依据来分类刺激性和非刺激性物质。分类评价结果同步与本实验室传统Draize兔皮肤刺激性试验历史数据进行一致性比较。结果23个测试产品在暴露时间为18 h的预测性达到73.9%,其中16个基础型和美容型化妆品的预测性可达到100%,而7个清洁型化妆品的预测性仅为14.3%。针对清洁型化妆品缩短上样时间(参照Draize兔皮肤刺激性试验方法),结果该类产品暴露4 h的预测性可提高至42.9%,暴露2 h的预测性可达到100%。结论基于EpiSkin^(TM)的皮肤刺激性体外替代方法(18 h上样)可用于对护肤类和彩妆类化妆品的评价,但全面推广至化妆品的评价尚有局限性,仍需对产品的上样时间进一步研究和摸索。 展开更多

关键词 重组人皮肤模型 化妆品 皮肤刺激性

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体外微核高内涵筛选法在食品毒理学遗传毒性评价中应用研究 被引量：1

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作者 孙静秋 洪新宇 +5 位作者 肖萍 帅怡 王彦琴 郑卫东 李晨 陶功华 《中国食品卫生杂志》 CSCD 北大核心 2020年第2期124-129,共6页

目的探讨基于高内涵筛选(high-content screening, HCS)技术的体外微核(in vitro micronucleus, IVMN)检测方法应用于食品毒理学遗传毒性评价的可行性。方法采用IVMN和HCS法,分别对10种化合物进行遗传毒性评价,其中5种已知遗传毒性化合... 目的探讨基于高内涵筛选(high-content screening, HCS)技术的体外微核(in vitro micronucleus, IVMN)检测方法应用于食品毒理学遗传毒性评价的可行性。方法采用IVMN和HCS法,分别对10种化合物进行遗传毒性评价,其中5种已知遗传毒性化合物(染色体断裂剂和非整倍体诱发剂)、1种已知非遗传毒性化合物以及4种食品原料,每个受试物至少设置3个剂量组,每个剂量组设2个复孔,同时设置阴性对照组(无血清最小必需培养基)和阳性对照组(+S9为环磷酰胺20μg/ml、-S9为丝裂霉素C 1.0μg/ml)。以中国仓鼠肺细胞为细胞模型,在有和/或无代谢活化系统条件下,依次对上述受试物采用短时处理(4 h)后进行微核检测,并分析微核细胞率。结果经IVMN和HCS法得到的IVMN试验结果显示:2.5~10μg/ml苯并芘[B(a)P]、5~20μg/ml甲磺酸甲酯(MMS)、0.01~0.04μg/ml 4-硝基喹啉-N-氧化物(4NQO)、0.25~1.0μg/ml秋水仙碱(COL)和0.5~2.0μg/ml硫酸长春碱(VB)在各自浓度范围内,在有或无代谢活化系统的条件下,诱导产生的微核细胞率随着受试物浓度的升高而增加,呈明显剂量-反应关系,且微核细胞率与阴性对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05),试验结果为阳性;1 250~5 000μg/ml氯化钠(NaCl)、1 250~5 000μg/ml食品原料A、1 250~5 000μg/ml食品原料B、312.5~1 250μg/ml食品原料C和156.25~625μg/ml食品原料D在各自浓度范围内,在有和无代谢活化系统的条件下,微核细胞率虽呈现一定的剂量依赖性增加趋势,但均维持在较低的水平,且与阴性对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05),试验结果为阴性。结论本试验条件下,两种方法对10种物质的检测结果均一致,提示将IVMN HCS法应用于食品毒理学遗传毒性评价具有一定的可行性。 展开更多

关键词 食品毒理 遗传毒性 体外微核 高内涵筛选

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逆断层作用下局部腐蚀埋地管道的失效模式研究 被引量：1

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作者 韩俊艳 赵文乐 +3 位作者 帅义 侯本伟 郭富强 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1386-1397,共12页

含腐蚀缺陷管道在断层作用下的失效往往发生在管道腐蚀区域等管道结构力学性能薄弱部位。为深入探讨含腐蚀缺陷管道在断层错动时对管道失效模式的影响,基于弹塑性有限元理论,建立含腐蚀缺陷管道横穿逆断层的三维模型。在此基础上探究了... 含腐蚀缺陷管道在断层作用下的失效往往发生在管道腐蚀区域等管道结构力学性能薄弱部位。为深入探讨含腐蚀缺陷管道在断层错动时对管道失效模式的影响,基于弹塑性有限元理论,建立含腐蚀缺陷管道横穿逆断层的三维模型。在此基础上探究了腐蚀位置、腐蚀深度及断层错动量等参数对逆断层作用下管道局部腐蚀区域、管体应力应变分布及其失效模式的影响。结果表明:断层错动时管道的主要失效模式表现为断层下盘管道顶部和断层上盘管道底部局部屈曲破坏,断层下盘管道底部和断层上盘管道顶部处于受拉状态;上盘管道顶部发生局部腐蚀,管道的主要失效模式表现为断层上盘管道顶部拉伸破坏和管道底部局部屈曲破坏控制的双失效模式;下盘管道顶部发生局部腐蚀,管道的主要失效模式仍为屈曲破坏失效,但在较小断层错动量下管道已发生屈曲破坏失效;不同腐蚀位置对腐蚀管道的应力分布影响显著,局部腐蚀缺陷导致的壁厚减薄削弱了管道抵抗变形的能力,断层下盘管道顶部腐蚀比上盘管道顶部腐蚀对管道抗震性能退化的影响更大,进而影响上盘管道失效模式的变化;随着腐蚀程度的加深,断层上盘管道局部腐蚀引起的应变呈近似线性增长的趋势,而断层下盘处腐蚀引起的应变呈非线性增长的趋势。 展开更多

关键词 埋地管道 失效模式 数值模拟 腐蚀缺陷 逆断层

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管道环焊缝根焊部位应变及微区力学性能对裂纹扩展的影响 被引量：6

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作者 范玉然 帅义 +2 位作者 帅健 张铁耀 任飞 《油气储运》 CAS 北大核心 2024年第2期171-179,共9页

【目的】环焊缝是高压力输送管道的薄弱环节,极易在内外部载荷、缺陷、应力集中的综合作用下发生开裂事故。高钢级管道环焊缝根焊部位安全隐患问题尤为突出,探究环焊缝失效规律对保障管道安全运行具有重大意义。【方法】为测试管道环焊... 【目的】环焊缝是高压力输送管道的薄弱环节,极易在内外部载荷、缺陷、应力集中的综合作用下发生开裂事故。高钢级管道环焊缝根焊部位安全隐患问题尤为突出,探究环焊缝失效规律对保障管道安全运行具有重大意义。【方法】为测试管道环焊缝根焊部位不同区域的材料力学性能,开展了根焊部位微区的小尺寸试样冲击试验、拉伸试验;针对高钢级管道环焊缝开裂失效多发生于焊缝根焊部位的实际情况,分别从焊缝根焊部位微区力学性能特点、焊缝全壁厚应变集中规律以及微区塑性应变时效特性等方面,对环焊缝根焊部位裂纹产生与扩展的原因进行了剖析;基于数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)的光学全场应变测试,对3种强度匹配接头在拉伸过程中的局部应变集中程度进行了定量化分析。【结果】不同焊接工艺和强度匹配的环焊缝根焊部位微区力学性能差异性大,当管道环焊缝全壁厚受拉时,根焊部位会发生较大的局部应变集中,特别是根焊部位存在未熔合、夹渣、气孔等缺陷及成形不良等问题,为根焊部位开裂提供了失效条件;在后期的应变时效过程中,根焊部位韧性将会显著降低,降幅甚至可达42.6%~52.1%,脆性开裂的风险增大。【结论】在管道设计与建设施工中,应适当控制母材强度上限,确保焊缝为等强或高强匹配,减小焊缝开裂风险,提升高钢级管道的本质安全。 展开更多

关键词 高钢级管道 焊缝 根焊部位 裂纹扩展 断裂 失效分析

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含褶皱凹陷管道抗弯能力试验及屈曲失效预测 被引量：4

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作者 帅义 张俊杰 +6 位作者 王俊强 曹胜 张晓兵 林楠 刘哲 陈乐蓓 高唯 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期151-161,共11页

凹陷是油气管道的典型缺陷之一,会对管道的完整性构成严重威胁。为此,对弯矩载荷作用下的含皱褶(弯折)凹陷缺陷管道的屈曲行为及极限抗弯能力进行研究。首先,在实验室进行了含皱褶凹陷全尺寸管道四点弯曲试验,测试了管道屈曲失效过程中... 凹陷是油气管道的典型缺陷之一,会对管道的完整性构成严重威胁。为此,对弯矩载荷作用下的含皱褶(弯折)凹陷缺陷管道的屈曲行为及极限抗弯能力进行研究。首先,在实验室进行了含皱褶凹陷全尺寸管道四点弯曲试验,测试了管道屈曲失效过程中屈曲临界载荷及应变响应规律。然后,建立了弯矩载荷作用下含皱褶凹陷管道屈曲失效非线性有限元数值模型,通过与试验数据进行对比验证了模型的可靠性,并在此基础上进行参数敏感性分析。最后,基于大量有限元数值仿真算例结果,开发了一种含皱褶凹陷管道极限抗弯能力预测模型。研究结果表明:①皱褶凹陷的存在能够削弱管道的抗弯曲能力,尤其是深度较大的皱褶凹陷。②管道屈曲过程中凹陷底部中心位置产生了相当大的压缩应变,远高于完好管道该对应位置的应变值;而凹陷轴向两侧端部位置的应变由弯曲初始阶段的压缩应变逐渐转变成屈曲失效后的拉伸应变。③随着管道凹陷深度的增加,管道抗弯曲能力迅速降低;管道径厚比越小,含褶皱凹陷管道抗弯性能越强;内压的增高在一定程度能够改善管道的弯曲性能,进而避免屈曲的发生;含褶皱凹陷管道的抗弯能力随屈服强度和抗拉强度的增大而增强,但增强幅度有限。结论认为:①屈曲失效预测模型最大预测误差为10.87%,平均误差仅为3.59%,在工程中,可以用于评估15%D深度以下的皱褶凹陷管道的极限弯曲能力;②建立的模型可以定量评估含褶皱凹陷管道的临界弯矩,可用于含褶皱凹陷管道屈曲稳定性失效的评价和预警。 展开更多

关键词 管道 凹陷 屈曲 建模研究 失效分析 完整性评价

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长输管道凹陷提压回圆评价方法 被引量：7

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作者 帅义 帅健 +3 位作者 罗小俊 唐聪 冯灿 曲文驰 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期70-76,共7页

为了解决长输管道深凹陷所导致的清管器及内检测器难以通过的工程问题,基于局部提高管道内压可使凹陷回圆、深度减小以达到清管器或检测器可通过深度门槛值的思想,建立了内压作用下管道凹陷回圆过程非线性有限元模型;提出了管道凹陷回... 为了解决长输管道深凹陷所导致的清管器及内检测器难以通过的工程问题,基于局部提高管道内压可使凹陷回圆、深度减小以达到清管器或检测器可通过深度门槛值的思想,建立了内压作用下管道凹陷回圆过程非线性有限元模型;提出了管道凹陷回圆系数的定义;通过应力应变响应分析对凹陷回圆过程的安全性进行论证;对回圆系数的影响因素进行分析,探讨径厚比、管材、凹陷尺寸、初始内压、回圆压力等参数对回圆系数的影响;基于有限元计算算例,采用非线性回归的方法拟合了凹陷回圆系数工程计算公式。研究结果表明:在极限回圆压力工况下,凹陷回圆过程中管道未发生二次塑性损伤;误差分析显示拟合所得公式预测精度较好,可用于长输管道凹陷的回圆评价。 展开更多

关键词 管道 凹陷 回圆 有限元 安全评价 内检

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相邻腐蚀缺陷间相互作用规律及其对管道失效压力的影响 被引量：1

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作者 熊道英 张怡 +3 位作者 王垚 帅义 帅健 高唯 《压力容器》 北大核心 2024年第9期55-67,共13页

针对长输管道腐蚀缺陷位置分布随机性强、缺陷以群落表征的特点,建立对称与非对称双缺陷管道的有限元模型,研究轴向与环向排列的双缺陷间相互作用及其对管道失效压力的影响,确定缺陷尺寸及间距对不同排列缺陷下管道失效压力的影响,提出... 针对长输管道腐蚀缺陷位置分布随机性强、缺陷以群落表征的特点,建立对称与非对称双缺陷管道的有限元模型,研究轴向与环向排列的双缺陷间相互作用及其对管道失效压力的影响,确定缺陷尺寸及间距对不同排列缺陷下管道失效压力的影响,提出了适用于非对称缺陷的缺陷间相互作用准则。结果表明,轴向排列缺陷与深度不同的环向排列缺陷,其缺陷间相互作用均随缺陷间距增加呈非线性增长趋势;而对于深度相同的环向排列缺陷,其缺陷间相互作用随缺陷间距增加,先减小、后上升,且在环向间距为0.01πD时取得最小值;非对称缺陷间相互作用一般要弱于对称缺陷,且非对称缺陷下的管道失效压力一般由腐蚀程度较严重缺陷决定;缺陷间轴向相互作用距离由缺陷长度决定,长度增加会缩减缺陷间轴向相互作用极限距离,当缺陷长度超出8.36√Dt时,可以忽略缺陷间相互作用;确定相邻缺陷环向相互作用极限距离为0.18πD。该研究为存在相互作用缺陷管道的失效压力评估提供了一种新方法。 展开更多

关键词 管道 双缺陷 有限元模型 相互作用准则 失效压力

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胰岛素样生长因子-1基因转染对人牙髓干细胞体外矿化性能的影响 被引量：2

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作者 韩璧瑶 穆睿 +10 位作者 朱磊 于泓川 毕博 刘鹃 陈博 荣亮 王玥 史小蕾 帅逸 臧圣奇 金磊 《医学研究生学报》 CAS 北大核心 2020年第9期919-925,共7页

目的目前利用基因转染靶向干预胰岛素样生长因子-1(IGF-1)表达,优化人牙髓干细胞(hDPSCs)体外矿化性能的相关研究报道较少。文中旨在利用基因转染调控hDPSCs中IGF-1的表达,探讨对hDPSCs体外矿化性能的影响。方法首先培养hDPSCs,流式细... 目的目前利用基因转染靶向干预胰岛素样生长因子-1(IGF-1)表达,优化人牙髓干细胞(hDPSCs)体外矿化性能的相关研究报道较少。文中旨在利用基因转染调控hDPSCs中IGF-1的表达,探讨对hDPSCs体外矿化性能的影响。方法首先培养hDPSCs,流式细胞仪鉴定细胞表型,并检测其克隆形成能力及多向分化能力。再用IGF-1过表达慢病毒转染hDPSCs获取过表达IGF-1,分为:hDPSCs-1组(hDPSCs未转染)、Con-over组(hDPSCs转染空载体)、IGF-1-over组(hDPSCs转染过表达IGF-1慢病毒)。用IGF-1低表达慢病毒转染hDPSCs获取低表达IGF-1,分为:hDPSCs-2组(hDPSCs未转染)、Con-inhibition组(hDPSCs转染空载体)、IGF-1-inhibition组(hDPSCs转染低表达IGF-1慢病毒)。采用qRT-PCR、Western blot及Elisa评估基因转染对hDPSCs中IGF-1基因、细胞内蛋白以及分泌蛋白表达的影响。采用CCK-8法检测hDPSCs增殖能力变化,通过ALP活性、茜素红染色及基质钙含量检测hDPSCs的矿化性能。最后采用qRT-PCR及Western blot检测成牙及成骨分化关键分子牙本质涎磷蛋白(DSPP)和骨钙素基因、蛋白水平的表达。结果与hDPSCs-1组、Con-over组IGF-1基因、蛋白表达量比较,IGF-1-over组显著升高(P<0.01)。与hDPSCs-2组、Con-inhibition组IGF-1基因、蛋白表达量比较,IGF-1-inhibition组显著降低(P<0.01)。IGF-1-over组较hDPSCs-1组、Con-over组可产生更多矿化结节,染色程度更深,基质钙含量更高(P<0.01)。IGF-1-over组DSPP基因表达(1.32±0.06)较hDPSCs-1组(1.03±0.03)、Con-over组(0.97±0.03)显著升高(P<0.01),骨钙素基因表达亦升高(P<0.05)。IGF-1-inhibition组DSPP基因、蛋白的表达较hDPSCs-2组、Con-inhibition组显著降低(P<0.01),骨钙素蛋白表达亦降低(P<0.05)。结论慢病毒转染可有效干预hDPSCs中IGF-1的表达,过表达IGF-1慢病毒转染可增强hDPSCs的成牙和成骨向分化能力,低表达IGF-1慢病毒转染可抑制hDPSCs的成牙和成骨向分化能力。 展开更多

关键词 胰岛素样生长因子-1 基因转染 人牙髓干细胞 矿化

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基于改进DS-贝叶斯网络的滩海管道风险评价 被引量：4

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作者 闫序 帅义 +1 位作者 帅健 梅苑 《工业安全与环保》 2023年第4期33-38,共6页

为量化滩海油气管道泄漏风险,提出一种结合改进证据理论和贝叶斯网络的风险评价模型。通过构建滩海管道泄漏风险指标体系、安全屏障模型,确定贝叶斯网络拓扑结构。引入改进证据理论融合专家打分意见,确定节点先验概率与条件概率,由贝叶... 为量化滩海油气管道泄漏风险,提出一种结合改进证据理论和贝叶斯网络的风险评价模型。通过构建滩海管道泄漏风险指标体系、安全屏障模型,确定贝叶斯网络拓扑结构。引入改进证据理论融合专家打分意见,确定节点先验概率与条件概率,由贝叶斯网络正反推断出滩海管道的泄漏风险与风险因子敏感性。模型可准确计算管道泄漏风险值且降低意见均衡化与评价的主观性。为验证模型的适用性,计算了某滩海管道泄漏风险值,结果显示该海域管段的泄漏风险值为0.001 52。 展开更多

关键词 滩海管道 改进DS理论 贝叶斯网络 风险指标体系 安全屏障

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低成本硫化物固态电解质Li6-xPS5-xClx的制备与性能研究 被引量：1

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作者 杨纳川 王玉 +1 位作者 帅毅 陈康华 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期885-889,共5页

硫化物固体电解质以其室温电导率高,热稳定性好,电化学窗口宽等特点,在高功率及室温固态电池方面优势突出,是极具潜力的固态电解质材料.但制备其所需的高纯度Li2S原料高昂的价格使其实际应用受到掣肘,故本文使用单质锂金属(99.9%)、升... 硫化物固体电解质以其室温电导率高,热稳定性好,电化学窗口宽等特点,在高功率及室温固态电池方面优势突出,是极具潜力的固态电解质材料.但制备其所需的高纯度Li2S原料高昂的价格使其实际应用受到掣肘,故本文使用单质锂金属(99.9%)、升华硫、氯化锂和五硫化二磷等低成本原料,采用球磨法和高温热处理制备得到了Li6-xPS5-xClx(x=0.5)固态电解质粉末,通过X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对Li6-xPS5-xClx(x=0.5)固态电解质进行了表征,并使用交流阻抗法测试了其电导率,电导率可达8.29×10-4S·cm-1,将Li6-xPS5-xClx(x=0.5)固态电解质粉末进行冷压制片,制成Li对Li半电池后显示了良好的循环性能. 展开更多

关键词 低成本 球磨法 硫化物固态电解质 锂离子电导率

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