借用美国ASME规范分析外凸式烘筒搭接焊缝

<正> 泰州纺织机械厂生产的设计压力为0.40MPa 的外凸式烘筒的筒体与封头焊缝形式是一种较罕见的形式。它的筒体是由2mm 厚的不锈钢板冲压成型,外圆为φ50_(-0.50)mm,而封头是由10或12mm 厚的 A_3钢板冲压成型。就其焊缝设计而言可以有如下三种结构形式:1).筒体与封头的对接(如图1)     

高压容器筒体与封头连接区可靠性分析

建立了高压容器筒体与封头结构的有限元分析模型.采用蒙特卡罗法(Monte-Carlo Method),分析了输入随机变量对高压容器筒体与封头结构可靠性的影响.结果表明:工作压力对筒体与封头连接区可靠性的影响较大,是高压力容器筒体与封头结构失效的主要因素.     

海洋探测仪耐压壳体结构强度特性研究

参考标准设备及经典设计公式,根据设计要求研究非标设备耐压壳体结构强度,推导经典耐压壳体结构形式,采用修正弧长法进行屈曲失稳分析,考核了经典耐压壳体的强度及破坏形式。考虑实际耐压壳体结构的连接形式,分析封头的结构形式对耐压壳体强度特性的影响,研究表明,耐压壳体的稳定性、破坏形式及极限强度与封头和筒壁的重合度有关,增大重合度可有效提高耐压壳体的稳定性;重合度增大到一定程度时,破坏形式由失稳破坏变为屈服破坏;重合度和极限强度安全储备系数呈准线性关系,重合度越大,安全储备系数越高。     

借用美国ASME规范分析外凸式烘筒搭接焊缝

泰州纺织机械厂生产的设计压力为0.40MPa 的外凸式烘筒的简体与封头焊缝形式是一种较罕见的形式。它的简体是由2mm 厚的不锈钢板冲压成型,外圆为50_(-0.50)mm,而封头是由10或12mm 厚的 A_3钢板冲压成型。就其焊缝设计而言可以有如下三种结构形式:1).筒体与封头的对接(如图1)     

多层结构球形封头厚板层叠一次成形工艺

一、前言我厂生产的一台内径为Φ900mm,工作压力为68.67MPa(700kgf/cm~2)的超高压容器,由于受钢板板厚(85mm)的限制,故筒体和球形封头设计成多层结构。筒体为三层结构,筒壁总厚为75 65 75=215mm,上下封头为两层结构,壁总厚为80 80=160mm。     

基于试验与有限元分析的耐压筒结构优化设计

所设计的耐压筒由碳纤维复合材料制成,在高压环境下工作,压力试验发现未达到设计目标值.通过设定参数、改进结构设计,对耐压筒进行有限元分析,从验证结果得出改进后的结构在理论上实现了设计目标,为耐压筒的实际加工及后续的研究工作打下基础.     

大容积全多层高压储氢容器封头和筒体连接结构强度研究

以自主研制的75 MPa,2.5 m3大容积全多层高压储氢容器为对象,开展了封头和筒体连接结构强度试验研究,得到了加强箍、封头及其连接部位应力随容器内压力的变化情况。建立了精度较高的大容积全多层高压储氢容器封头和筒体连接结构弹塑性有限元分析模型。基于该模型,对封头和筒体连接结构在容器超压过程中的变形特征,及封头与加强箍配合面形成裂纹尖端在多次加载时的稳定性进行了分析,验证了加强箍结构设计方法的合理性。     

不锈钢氢化罐顶部应力强度分析与评定

为了验证不锈钢氢化罐结构设计的合理性,对人孔接管、机架凸缘,以及与人孔接管相连接的封头和筒体进行三维建模,在最高压力下对其进行ANSYS数值仿真分析,得出总体应力强度、人孔接管应力强度、凸缘应力强度、筒体及封头应力强度分布,所得的结果为此不锈钢氢化罐的设计以及结构的优化改进提供一定的依据。     

基于ANSYS的深水油气田电气分配模块壳体设计及耐压性能分析

提出了压力平衡结构外壳体与内部耐压壳体相结合的深水油气田电气分配模块壳体结构方案,阐述了压力平衡外壳的组成,并采用图算法对耐压壳体的腔体和封头壁厚进行设计。使用ANSYS Workbench软件对内部耐压壳体进行耐压性分析,结果表明,腔体拥有较好的耐压性,能满足功能要求。     

深海原位保压取样装置设计及性能研究

针对深海浮游生物的取样需求,设计了一种高通量的深海压力补偿取样装置,装置包括深海泵总成、自适应压力平衡过滤取样装置、压力补偿装置以及检测控制系统等。仿真分析了硬度90 HA的O形密封圈,在安装压缩率22%、60 MPa的密封环境下的密封压力69.2 MPa,满足密封需求;通过磁力扭矩实验发现,扭矩0.2 N·m时密封舱壁厚7 mm,满足传动及耐压性能的要求;60 MPa高压舱试验中深海泵总成的耐压、密封性能良好;建立了取样装置的压力补偿物理模型。仿真研究表明,公称体积1 L、壁厚25 mm、预充压力25 MPa的囊式蓄能器,在6000 m深海取样的计算中,温度的变化使取样系统有8.75%的压力增加,材料变形引起的压力损失约为0.4%,温度变化对保压效果的影响较大,为确保样品的原位特性,在保压回路中增设溢流阀,并配备样品储运冰箱。     

水下机器人耐压壳体结构优化

基于响应面法对水下机器人耐压壳体结构优化,以耐压壳体结构5个尺寸为优化变量,借助ANSYS求解结构应力响应数值,利用组合试验缩小优化变量范围后进行响应面试验设计,优化约束条件为耐压壳体强度和稳定性满足要求,目标函数为壳体质量最小,利用Design-Expert试验设计软件进行响应面优化求解,将结果与利用1st Opt数值计算软件得到优化数值对比,最终优化结果为耐压壳体质量降低15.52%,且壳体满足强度和稳定性要求,达到优化目的。     

深海耐压舱结构优化选型设计

通过对深海水下无人潜航器的使用环境进行分析,设计了两种不同结构形式的深海耐压舱,建立了耐压舱的有限元模型,并对两种结构形式的耐压舱分别进行了强度和稳定性分析对比,结合耐压舱段质量和浮力的计算,最终选择合适的耐压舱结构,并进行了打压试验验证了设计的可行性。     

高压模拟装置筒体的瞬态动力学分析

深海高压模拟装置对深海技术的发展以及对海洋科学的深入研究具有重要的推动作用。以深海高压模拟装置的核心部件─压力筒为研究对象,对其进行了动态响应分析。计算出球壳在加压破坏后筒体内部压力的数据,借助ANSYS有限元分析软件,利用控制变量法对压力筒整体进行了瞬态动力学仿真。通过对有限元仿真结果的分析比较,得到了压力筒的应力分布状况,验证了压力筒的强度满足设计要求。上述的研究结果与方法,为压力筒内部球壳爆破时的状态提供了一种可行性分析方法,也为高压设备的设计和改造提供了一定的理论数值参考。     

大深度同振式矢量水听器耐压结构设计

针对当前矢量水听器工作深度小,无法在水下滑翔机、剖面浮标等大深度水下无人平台上应用的问题,设计了一种大深度同振式矢量水听器的耐压结构。通过分析同振式矢量水听器的拾振原理可知,在设计大深度矢量水听器时,要在满足耐压要求的前提下,使其平均密度与水相当,并使其体积尽量小。采用胶囊形铝合金薄壳方案设计耐压结构,并对该结构的强度失效和稳定性失效临界压力进行了理论计算和有限元仿真,计算和仿真结果显示该耐压结构能够承受20 MPa的压力。最后对矢量水听器样品进行了声学性能测试和耐压测试,该矢量水听器声学性能良好,耐压能力为20 MPa。海上试验表明,该同振式矢量水听器可以在"海燕-Ⅱ"水下滑翔机等大深度水下无人平台上应用。     

椭圆截面环形耐压壳屈曲特性研究

环形耐压壳具有较好的抗压能力和水动力特性,是深海空间站的一种优选结构。既有研究主要对圆截面环形耐压壳以及加肋圆截面环壳进行了屈曲分析,对椭圆截面环壳的研究缺乏试验支撑。为进一步探究椭圆截面环形耐压壳的屈曲特性。通过基于弧长法的非线性数值计算,分析椭圆截面长、短轴比值对环形耐压壳屈曲载荷的影响规律,优选出一组椭圆参数。采用快速成型技术制作两个树脂材料椭圆截面环形耐压壳,以及两个等体积、等质量的树脂材料圆截面环形耐压壳,进行几何测量、静水外压和数值计算。结果表明,长、短轴比值为1.27的椭圆截面环形耐压壳具有良好的抗压性能,其屈曲载荷是等效圆截面环形耐压壳的1.718倍,该研究可为深海空间站载人舱的创新设计提供参考。     

深海油囊式浮力调节系统的研制

浮力调节系统是深海潜水器的重要组成部分,可用来补偿潜水器浮力变化和调整潜水器姿态,基于6000 m无人遥控潜水器浮力调节需求,研制了一套深海油囊式浮力调节系统。详细介绍了系统组成、工作原理及关键部件的设计,对关键承压部件耐压油舱进行了强度分析、稳定性校核和深海模拟压力环境测试。试验表明该系统能够向油囊排出60 MPa高压油,深海模拟压力试验结果显示油舱能够承受66 MPa压力,两项试验说明该系统可在6000 m深海进行浮力调节;此外还对系统进行了水池姿态调节模拟实验,进一步验证了该系统进行浮力和姿态调节的有效性和可行性。     

汽车储气筒耐压性试验系统的研制

<正>0引言汽车储气筒耐压性试验的目的是考核汽车储气筒的宏观强度,检验焊接的致密性及结构的密封性能。压力容器的耐压试验一般有两种试验方法:液压试验方法;气压试验方法。由于耐压试验的压力高于设计压力,而且容器的材料和焊接接缝     

喷油压缩机用旋风式油气分离器筒体尺寸设计方法

针对喷油压缩机系统用旋风式油气分离器筒体尺寸(直径和高度)设计基本依赖实际经验,缺乏理论依据的问题,提出了一种结合数值模拟的理论设计方法。通过理论计算可以得出设计分离器筒体直径的方法——依据切向速度关系曲线,通过选取合适的筒体直径而使外旋涡的平均切向速度大于临界切向速度。考虑到直筒形与筒锥形旋风分离器存在差异,借助数值模拟方法对理论计算的切向速度和有效分离高度进行了修正。建立了旋风式油气分离器的三维非稳态数值模型,其中气相流场采用RSM湍流模型,油滴运动轨迹采用离散相模型。计算了适用于额定工况下容积流量为6 m3/min、排气压力为0.8MPa(a)的空压机系统油气旋风分离器筒体尺寸,并计算分析了容积流量改变时(50%～100%)对分离器筒体尺寸的影响。最后经过数值模拟验证,结果表明所设计的分离器可对粒径为5μm以上的油滴完全分离。本方法适用于喷油压缩机系统中旋风式油气分离器的设计工作,也可以为其他场合应用旋风分离器作为设计指导。     

压力容器多层封头的制造及试验研究

本文介绍了作者进行的一次多层蝶形封头的制造及试验研究。着重介绍该封头的结构型式及制造工艺,以及采用该封头的试验容器的设计、试验内容与方法。本文采用有限元法数值分析对封头进行应力分析计算,并用实测应力进行对比,将两种方法得到的应力数据,沿封头的经线方向绘成曲线。对比发现,两种曲线非常一致,最后进行的爆破试验,实际爆破压力比预计值为高。     

全海深大视场超高清光学系统设计

为满足我国深海成像设备需求,针对水下光学像差特点完成了全海深大视场光学成像系统设计。根据深海系统使用环境,对光学参数与结构形式进行了分析与探讨;采用常用玻璃及球面透镜设计,完成了小型化低成本高性能的光学设计实例;通过控制光线角度来提高光学系统能量利用率。选用YAG透明陶瓷为抗压窗口材料,通过有限元力学分析仿真获得形变与抗压阈值。通过ANSYS软件分析窗口与支撑结构,设计满足全海深11 000m使用环境(120 MPa)要求。光学系统的工作波段为410～630nm,视场角达80°,相对孔径为1/2.8,全视场MTF0.3(@91lp/mm)。该系统成像质量及光学窗口抗压性均满足深海成像科考需求。