大型机组电机转子振动特性的有限元分析

电机转子是石化机组设备中的关键设备。针对某大型机组中电机转子振动偏大问题,利用有限元法对该转子的动力学建模,并考虑了轴承支承刚度和阻尼随转数变化的非线性,计算了转子系统的临界转速和稳态不平衡响应等问题,研究不平衡量分布对转子振动特性的影响,找出了影响转子动力学特性的主要因素,为转子系统的故障诊断和排除提供了理论依据。     

啮合异向旋转双螺杆混合元件--齿型元件的流场分析

利用ANSYS有限元分析软件对异向旋转齿型元件进行了三维等温非牛顿流场分析，给出了速度场、压力场、以及螺杆特性曲线的分布，讨论了齿型元件齿数对流量和回流量的影响。计算结果表明：齿型元件具有较强的分流能力和分布性混台能力，但分散性混合能力鞍弱。     

基于离散元法的双螺旋输送机物料输送和受力特性分析

针对双螺旋输送机输送及内部受力问题,基于离散单元法,借助离散元分析软件EDEM,根据Hertz接触理论,建立了物料颗粒与颗粒之间、颗粒与装置之间的接触模型;在物理与几何参数不同的情况下,分析了双螺旋输送机对物料颗粒输送特性的影响。结果表明,颗粒在双螺旋输送机内的运动以直线运动为主,周向运动为辅;改变轴距对双螺旋输送机物料输送特性影响较大,随着轴距的增大,双螺旋输送机质量流速逐渐增大,中心区域颗粒受力逐渐减小。     

四螺杆挤出机常规螺纹元件三维流场分析

利用大型有限元软件ANSYS对聚乙烯熔体在四螺杆挤出机常规螺纹元件中的流动情况进行了分析,求出了速度场、压力场、黏度场,对流道的中心区进行了重点分析。计算结果表明:四螺杆的四个啮合区具有较大的压力梯度、速度梯度,其混合性能明显好于双螺杆挤出机。中心区有明显的环流现象,物料在中心区的停留时间较长,中心区物料没有滞留现象。     

聚苯乙烯反应器非稳态流场数值模拟

为了对在役聚苯乙烯反应装置的搅拌器进行优化设计和结构改进,利用计算流体力学方法(CFD)分析了在役反应器内物料的非稳态流动情况,计算了反应器内物料流动的宏观速度场和分析线的速度分布,研究了三层搅拌桨不同排列角对物料流动特性的影响。计算结果表明,排列角为120°的三层搅拌桨在混合均匀性以及混合效率等方面都好于排列角为0°的三层搅拌桨。     

密炼机流体不同转速比混沌混合特性研究

利用有限元法和网格叠加技术,计算了密炼机二维流场的速度场分布。利用有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)、拉格朗日拟序结构(LCS)和Poincaré截面等参数,从拉格朗日动力学视角研究了转速比对混沌混合的影响规律。借助李雅普诺夫指数(LE)和平均对数拉伸定量分析了不同转速比的密炼机流场混沌混合强度。结果表明,由于密炼机流场中LCS的封闭状态,扭结成为近转子区和远转子区物质交换的通道。转速为15 r/min∶15 r/min密炼机流场的扭结折叠尺度强于转速为15 r/min∶5 r/min,因此同步周期性转子密炼机具有相对较高的混合效率。为密炼机流体的流动和混合机理研究提供了新的研究思路和方法。     

转速突变对竖直井钻柱系统动力学特性的影响

钻井过程是一个非常复杂的瞬态响应过程。钻头突遇硬质岩石等突发状况使钻柱转速瞬时降低、随后经历一个加速过程恢复到正常转速。为了研究钻柱在这种情况下的动力学特性,应用有限元软件ANSYS分析了竖直井钻柱系统的恒转速和突遇硬质岩石后的加速过程,得到了两种工况的钻柱振动响应规律。结果表明,突遇硬质岩石后,由于钻头与岩石的撞击作用造成钻柱转速突变,钻柱与井壁发生碰撞,碰撞程度跟转速恢复时间有很大关系,转速恢复时间短,碰撞程度低,钻柱受力小;转速恢复的时间长,钻柱振动明显加剧,与井壁的碰撞频繁,受力增大。转速突变加剧了钻柱的振动响应。     

柴油机曲轴轴系非线性振动特性的数值研究

考虑了轴系的变转动惯量、活塞与气缸间的非线性干摩擦和非线性弹性恢复力等因素,建立了柴油机轴系非线性动力学模型.利用数值积分法研究了非线性阻尼和转速等参数对柴油机轴系系统响应的影响.通过系统响应的时域波形图、幅值谱图、相轨迹图,分析了曲轴轴系的周期、拟周期、混沌等复杂的非线性动力学现象.结果表明:变转动惯量和活塞与气缸间的非线性干摩擦对发动机曲轴系统的非线性振动行为具有较大的影响.     

基于CFD 多螺杆反应器挤出特性的分析

利用ANSYS/FLOTRAN 程序对聚乙烯熔体在双螺杆、一字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆反应器中的流动进行了分析, 对三角形三螺杆和四螺杆反应器中流道的中心区进行了重点研究, 并对4 种类型反应器的挤出特性进行了比较。结果表明, 螺杆反应器的啮合区具有较大的速度梯度, 有利于物料的充分混合。双螺杆、一字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆反应器的啮合区个数分别为1, 2, 3, 4 个, 由于啮合区个数的增加, 其物料混合能力也逐渐增强。三角形三螺杆和四螺杆反应器具有特殊的结构“中心区” 。中心区的物料形成环流, 环流的存在促进了中心区物料的混合, 增加了物料在中心区的混合时间;经过计算, 物料不能滞留于中心区。双螺杆、一字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆反应器的流量、回流量、回流系数以及平均剪切速率依次逐渐增大。从理论上验证了多螺杆反应器在物料输运能力以及物料混合能力等方面均具有较佳的能力, 多螺杆反应器更适合聚合物的加工。     

影响板料冲压成形质量因素的有限元分析

板料在冲压成形过程中经常出现起皱、鼓包及拉裂等缺陷。板料成形过程包括了非常复杂的物理现象, 涉及力学中的几何非线性、物理非线性和边界非线性, 很难用解析法研究。利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS -DYNA, 对板料拉深过程进行了数值模拟, 分析了成形后可能发生的缺陷, 讨论了冲压速度、摩擦因数及压边力等因素对板料成形质量的影响。结果表明, 凸模和凹模0 交界处的板料首先变形, 应力及应变最大值出现在凸模圆角部位外侧板料上。板料凸缘增厚量最大, 凹模圆角处板料减薄量最大;凸模与板料间摩擦因数越大, 边缘应力越大, 板料凸缘越不易起皱, 而侧壁应力受凸模与板料间摩擦因数的影响较复杂;适当的增加凸模虚拟模拟速度不但可以提高计算效率, 并且能够保证计算精度。