硝酸腐蚀对等离子喷涂YAG：Ce涂层的发光性能的影响

为探讨荧光元素在腐蚀监测领域的应用,论文围绕Ce掺杂YAG(Y₃Al₅O₁₂)粉末和涂层的制备进行,探讨硝酸腐蚀时间对涂层发光性能的影响。结果表明高温固相法形成的YAG：Ce粉末主要为YAG相,等离子喷涂涂层则以YAG和YAP (YAlO₃)相为主。经过在硝酸中腐蚀不同的时间后,涂层的孔隙率和衍射峰的强度均增加。同时,衍射峰的主峰位置发生移动。涂层的发光强度随腐蚀时间的增加呈现先增加、再降低、之后增大的波动趋势。涂层的发光强度受其孔隙率、结晶度和相成分等多种因素的影响。     

大型回转窑支承系统的力学行为分析

对操作工况下大型回转窑支承系统的力学行为规律进行理论分析和接触非线性有限元仿真.根据轮带结构和运行特点,解析导出轮带内壁受简体的压力分布公式,修正了长期以来前人轮带压力公式的不妥之处.基于Ansys及其APDL( Ansys parametric design language)编程,实现对支承系统的多体接触模型在分布压力、摩擦转矩和预紧配合作用下的复杂加载及其边界非线性有限元模拟,获得回转窑支承系统的变形与应力分布规律.结果表明,轮带与托轮之间是循环挤压过程;每回转一周,轮带内外表面的等效应力经历五次脉冲循环,在与托轮接触处的峰值应力达最大.托轮外表面也存在较高接触应力.循环应力集中是使轮带与托轮发生表面疲劳失效的根本原因.过盈配合与支承载荷的双重作用,导致轮孔在与轮轴的配合端面成为托轮强度的最薄弱部位,可解释轮孔开裂或喇叭口失效现象.摩擦转矩使载荷偏置,导致支承系统应力分布非对称,故左右对称模型只适用于停工状态,对操作工况是不准确的.这些认识对回转窑支承系统的设计、检修和窑线调整具有参考价值.     

回转窑液压挡轮的应力强度与疲劳断裂分析

运用有限元技术对一台大型沥青焦回转窑设备中发生断裂事故的液压挡轮部件进行强度失效分析及疲劳寿命估算.通过断口形貌分析和金相实验,得出失效机理为疲劳断裂的定性结论.利用Ansys软件建立挡轮的有限元模型,计算出应力和变形等一系列结果.在确定交变应力幅值及裂纹尖端应力强度因子的基础上,利用Paris公式预算含缺陷挡轮的疲劳寿命.在选材及造型设计上对挡轮提出改进方案,将韧性较差的铸钢材料替换为韧性较好的锻钢材料,并优化挡轮轮辐减重孔直径,提高挡轮的疲劳寿命,从而在强度及韧性上均达到最优.设计长期交变应力状态下的工件必须兼顾材料的强度、韧性及其造型优化,这一结论对各类动态承载机械零部件的设计均具有参考价值.     

碳纤维缠绕储氢瓶的有限元自紧分析和爆破压力预测

根据高压储氢瓶的金属内胆和外部碳纤维缠绕层的结构特点进行各向同性金属和各向异性复合材料叠层的有限元建模。考虑自紧作用与气瓶的实际工况,对气瓶在不同内压下应力和变形的弹塑性响应进行了分析。参考DOT CFFC标准对气瓶进行了自紧设计和弹塑性加卸压模拟分析。基于渐进破坏理论,用Tsai-Wu失效准则判断复合材料失效模式,并据此修改单元刚度;利用单元生死技术,依据失效单元数目的急剧增大来预测气瓶的爆破压力,与文献试验结果相比误差很小,验证了该方法的可靠性。     

带接管组合法兰的强度和密封有限元分析

螺栓法兰连接是石化设备和管道中应用最广泛的密封形式,对其完整性和紧密性分析仍是工程中亟待解决的问题。综合考虑垫片的非线性压缩回弹本构关系、螺栓预紧和法兰垫片接触作用,将带接管的组合法兰、垫片、螺栓作为一个系统进行三维非线性有限元模拟。基于强度和密封要求,借助Waters公式和有限元试算,选定合适的螺栓预紧载荷。计算获得组合法兰在预紧、操作、设计和水压试验4种工况下的应力与变形分布规律。依据JB 4732对法兰应力进行分类强度评定,依据ASMEⅧ-1从垫片应力和法兰转角两个方面进行密封评定。可为实际应用提供参考。     

高压调节阀的失效机理分析和管路改造仿真设计

对希罗装置高压调节阀的失效机理分析为气蚀,结合实际工况,提出了管路压降优化设计方案,增设迷宫式限流孔板组,分担调节阀部分压力降,降低调节阀气蚀程度,延长使用寿命。利用CFD软件Fluent,采用k-ε湍流模型和Simplec算法,计算出孔板组内流场的压力分布,在ANSYS有限元软件中进行了应力分析和强度评定,获得了经济安全的设计方案。     

支架沉降对大口径煤气管道结构安全性的影响

针对大口径煤气管道由于支架地基严重沉降而引起的自内力和强度安全问题,进行有限元模拟、强度评定和沉降规律研究。计算实际支架相对沉降导致的管道变形和应力分布,基于塑性失效等安全裕度准则,对应力进行分类强度评定。通过试探加载法,估算出中间支架单个鞍座的下拉载荷约等于管道自重的三倍。绘出管道底部典型位置的最大当量应力随中间支架相对沉降量的变化曲线,结果显示各处当量应力对支架沉降的响应基本呈线性规律,表明支架沉降引起的管道自内力相当于比例加载。同时发现,应力越高的位置对支架沉降越敏感,即随相对沉降量的增加会变得更加危险(?)据此提出垫高鞍座和局部补强的改造措施并获得良好效果。     

焦炭塔高压切焦水射流的CFD仿真及其对塔体安全影响评估

借助CFD软件Fluent和FE软件ANSYS,分析评估焦炭塔除焦阶段提高泵压后的高压切焦水射流对塔体安全的影响。采用标准k-ε湍流模型和适于自由表面流的VOF多相流模型,模拟高压水射流在塔内空气中湍流状况;获得射流压力、速度和二相组分的分布规律,与实验结果相符。分别对在水射流和自重载荷下的焦炭层与焦炭塔的应力强度进行有限元分析。在分析焦炭塔的应力强度时,通过在内壁节点施加非均匀切向力来模拟焦炭重量,从而建立不含焦炭、高效简化的切向力模型。     

大型回转窑支承系统的复合摩擦与正斜接触载荷分析

通过研究大型回转窑支承系统组件的摩擦和接触载荷特点,基于力平衡关系分析托轮和轮带相依滚动与轴向窜动的二维复合摩擦运动规律,建立了摩擦载荷与摩擦因素计算模型。利用赫兹理论和椭圆积分,导出托轮和轮带中心线在平行与歪斜情况下的接触压力分布公式,计算出最大接触压力比和中心线歪斜角度之间的定量关系,表明接触压力对歪斜角度十分敏感。该研究可为支承系统的分析设计和窑线调整提供参考。     

硝酸腐蚀对等离子喷涂YAG:Ce涂层发光性能的影响

为探讨荧光元素在腐蚀监测领域的应用,围绕Ce掺杂YAG(Y_3Al_5O_(12))粉末和涂层的制备,探讨硝酸腐蚀对涂层发光性能的影响。结果表明高温固相法形成的YAG:Ce粉末主要为YAG相,等离子喷涂涂层则以YAG和YAP(YAlO_3)相为主。经过在硝酸中腐蚀不同的时间后,涂层的孔隙率和衍射峰的强度均增加。同时,衍射峰的主峰位置发生移动。涂层的发光强度随腐蚀时间的增加呈现先增加再降低之后增大的波动趋势。涂层的发光强度受其孔隙率、衍射峰位置和强度等多种因素的影响。