压力自适应型机械密封的数值模拟研究

针对压力自适应型机械密封在高压工况下密封端面变形与密封性能不佳的问题,采用ANSYS中的计算流体力学软件FLUENT和有限元分析软件Mechanical APDL,在15.9 MPa高压工况下分别对密封端面间隙中的液膜流场和密封环进行了数值模拟分析研究,并将计算出的液膜流场状态和密封环变形结果进行了流固耦合求解,进而对液膜厚度对密封性能的影响规律进行了分析,同时对在实际工作状态下,工作压力逐渐上升,密封各性能参数的变化规律也进行了分析。研究结果表明,该密封在高压下的端面变形符合设计需要,密封环端面间的开启工作压力在3 MPa左右,在15.9 MPa高压工况下密封端面间流场的开启力为67.6 kN、泄漏量为0.04 m3/h,平衡膜厚为2.8μm。与其他类型的密封相比,结果显示该种密封能够在高压下提供足够的开启力和在低压下较小的泄漏量。     

结构参数对压力自适应型机械密封性能的影响分析

采用计算流体力学软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS,分别对密封间隙中的液膜流场和密封环进行数值模拟计算分析,并将计算得到的液膜流场状态和密封环变形结果进行流固偶合求解,最终得到15.9 MPa高压工况下流场的压力分布,并采用单一变量法分析了密封结构参数对密封性能的影响。结果表明:随着液膜厚度的增加,开启力减小,泄漏量增大;端面厚度越薄、开槽数量越多,密封环端面的流体动压效应越明显;而随着内壁厚度的增加,开启力、泄漏量都会减小。     

局部超挖对悬臂排桩基坑支护体系安全性能的影响

由局部超挖引发基坑大范围破坏的工程事故时有发生,但局部超挖对基坑整体安全性能的影响及其引发连续破坏的机理尚仍缺乏研究。以悬臂排桩支护的长条形基坑为例,采用模型试验和有限差分法对基坑局部超挖引起的荷载传递规律进行探索。结果表明:随着超挖深度的增大,由于土拱效应,超挖区外支护桩内力大幅增长,而超挖区内支护桩桩身弯矩先增加后降低或持续降低;大面积开挖深度相同时,随着局部超挖范围增大,邻近支护桩桩身弯矩与位移增幅逐渐增大并趋于稳定。研究成果初步揭示了局部超挖对支护桩内力的影响等荷载传递规律,可为防超挖引发基坑连续破坏研究和局部深坑设计提供参考。     

椭圆封头多孔补强结构弹性与塑性分析设计

本文分别采用以弹性分析为基础的应力分类法及塑性分析法对椭圆封头多孔补强结构进行分析,依据JB4732-1995进行强度校核。结果表明,应力分类法由于难以区分一次应力和二次应力,为安全起见需增加接管和封头的厚度。而塑性分析法得到唯一的结构塑性极限载荷,设计载荷不超过极限载荷的2/3,结构强度校核通过。在弹性分析应力分类较复杂的情况下,塑性分析计算结果唯一,不会因设计者的水平不同而产生较大误差,值得推广。     

对数母线型滚子凸度轮廓误差评定

为了实现对轴承滚子凸度轮廓误差的精确评定,依据对数母线型滚子轮廓素线的几何特征和形状误差,基于最小二乘原理,研究了对数母线型(两段对数曲线的组合形式)轴承滚子凸度轮廓的最小二乘分段拟合和误差评定方法。利用三点法确定凸度曲线离散数据点的曲率,通过曲率差值法确定两段对数曲线的分界点;选取分界点两端临近的测量点作为辅助分界点,并与对应的对数曲线段测量点一起拟合出一系列最小二乘曲线,计算相应的误差,并判断确定出对数母线型滚子轮廓的最小二乘误差。实例分析表明,对数母线型滚子凸度轮廓曲线的总误差为0.0071mm,相比文献[13]圆弧修正型凸度轮廓曲线的总误差精度有所提高。本文提出的方法可以有效实现轴承凸度轮廓误差的拟合与误差评定,验证了对数素线可以减小应力集中,提高轴承使用寿命。     

钢板除锈机设计

大型钢板除锈机应用于厚度在10 mm~60 mm范围之内的钢板除锈。该机主要有液压推进装置﹑液压调整装置﹑除锈装置﹑吸尘装置和底架传动装置等机构组成。以电动机为动力源,动力由电动机输出轴输出,通过3个带轮及减速器的传动传输到上下钢丝刷进行除锈,利用液压系统对钢板给予一定的初始力,以防止烧坏电动机,同时还利用液压装置对钢板进行调整的工作,以防止因钢板的位置不合适对钢板的除锈造成不必要的影响。     

局部破坏对钢支撑排桩基坑支护体系影响的试验研究

国内外基坑坍塌事故时有发生,其中不乏采用钢支撑排桩支护结构体系的基坑。由于该类基坑支护结构受力特征较为复杂,其支护结构局部破坏对基坑整体安全性能及其引发连续破坏机理尚缺乏研究。设计了带水平支撑的排桩支护基坑局部破坏模型试验,研究了支护桩或支撑局部变形过大或局部破坏对土压力、支撑轴力和桩身内力等的影响。结果表明基坑排桩发生局部变形过大和局部破坏时,引起的土压力重分布对支护结构内力的影响规律与悬臂式排桩支护结构的影响有较大区别,可引起邻近初始破坏区域的支护桩产生更大的附加内力;当支撑发生失效后,失效支撑释放的荷载无法相对均衡的转移至邻近多根未失效支撑上,而是集中作用在最近的某几根支撑上,可引发支撑的连续破坏。     

矿用带式输送机超大滚筒加工工艺的改进

通过选用新的镗削加工基准以及自制专用车削加工滚筒的双顶尖,消除了粗基准加工的误差累计,从而对两孔同心度及外径偏差进行校正,减小超大滚筒的加工误差,提高精度和加工效率。     

多道锚杆基坑局部锚杆失效引发连续破坏的机理与控制

多道锚杆支护体系具有节约施工空间、变形控制效果好等优点，广泛应用于深基坑支护中。然而局部锚杆失效引发的基坑连续破坏事故时有发生。针对此问题，采用有限差分法研究了多道锚杆支护体系中局部锚杆失效引发的土压力与支护结构内力变化及结构连续失效规律，初步揭示了局部锚杆失效后的荷载传递路径及其引发基坑连续破坏的机理。多道锚杆支护体系中，首道锚杆局部失效对邻近未失效锚杆影响大，但会引起支护桩弯矩下降，最下道锚杆局部失效则相反，但仅一道锚杆局部失效影响相对较小，均小于基坑深度相同的单道锚杆支护体系，然而多道锚杆整列同时局部失效影响显著大于单道锚杆支护体系，更易引发连续破坏，因此应采用隔道加强等设计或施工措施将局部锚杆失效控制在一道内。局部若干根锚杆失效导致邻近受影响最大的锚杆依次失效时，锚杆失效数量较多后，初始锚杆失效位置对连续破坏发展传递路径不再产生影响，锚杆连续破坏接近于整列失效，且呈倒梯形水平向扩展。多道锚杆支护体系中发生整列锚杆失效时，冠梁或腰梁极易发生破坏，造成支护桩弯曲破坏，加快基坑连续垮塌过程，因此应对冠（腰）梁进行局部锚杆失效工况下的设计，以提高基坑防连续破坏整体安全性能。