应用有限元软件指导车轮的结构改进

应用有限元软件建立了车轮的计算模型，进行了试验验证了该模型的精确程度，在有限元模型的计算结果的指导下对车轮的结构进行了改进，降低了车轮应力水平，提高了车轮的试验疲劳寿命。     

等径三通型球罐支柱连接处的应力分析

给出了一种改进型球罐与支柱的连接形式——等径三通型,该支柱形式结构简单,便于加工和组焊,焊接质量容易得到保证,同时受力也较为合理。采用应力分析的方法,给出了在自重和内压工况下该结构的应力状态,并与GB12337给出的个别结构进行了对比,证明了该结构完全可以用于工程实际。     

多轴变幅应力状态下连杆微动疲劳全寿命研究

提出了一种适用于多轴变幅疲劳应力作用下的疲劳全寿命计算模型；结合有效应力强度因子幅理论和雨流计数技术处理应力谱，修正了Paris疲劳裂纹扩展速率公式使其适用于多轴变幅应力条件；在修正的Paris公式中引入短裂纹修正尺寸，得到全寿命计算模型；以斜切口式柴油机连杆齿形配合面处的寿命计算为工程算例，基于材料试验和有限元分析，计算得到配合面危险节点的寿命。结果表明，该模型可进行复杂工况下结构表面裂纹从任意初始尺寸扩展到任意设计尺寸的寿命计算，对指导关键性零部件寿命设计和确定检修时间具有重要意义。     

采油树输油管道三通应力分析与结构优化

针对某1 500m水深油田采油树管道上的三通,用有限元分析三通上有无温度载荷作用的影响,结果表明,考虑温度后的三通应力增大了33.85倍.对影响三通整体应力的因素进行了分析,结果表明,支管壁厚是影响三通承载能力最主要的因素,其次是主管壁厚、主管外径和支管外径.在此基础上对三通结构进行了优化,使三通最大等效应力减小了9.19％.     

基于时间硬化理论的蠕变损伤计算模型

在540℃和565℃温度下进行30CrlMolV钢的蠕变试验，根据试验结果提出基于蠕变损伤理论和蠕变时间硬化理论的Rabotnov损伤修正模型再修正计算公式，该模型较好地解释了应力大小与损伤演变的关系。采用该公式对蠕变实验数据进行计算分析，分析结果显示，按照新的计算模型，与应力相关的参数对应力具有较好的线性相关性，从而克服了Rabotnov损伤修正模型再修正计算公式中参数不易求解的缺点，并且拟合得到的计算模型能够较好的与试验数据吻合。给出关于该材料的蠕变损伤计算模型的各参数表达式。     

透平压缩机迷宫密封泄漏量的数值仿真研究

给出了适用于透平压缩机迷宫密封泄漏量的修正模型,并用修正模型对变结构参数下的泄漏量进行规律研究.通过采用工程常用迷宫密封泄漏量理论公式,计算了不同压比下透平压缩机典型平滑型和曲折型迷宫密封流量系数,对比了试验结果,修正了流量系数值;在此基础上,进一步研究了不同间隙和齿数下泄漏量的规律,以研究参数变化对泄漏量的影响.研究结果表明:对于平滑型密封结构,修正模型的修正系数可选择在0.8~1.2;对于曲折型密封结构,修正模型的修正系数可选择在0.7~0.8.本文提供了一种较为准确、工程性的透平压缩机迷宫密封泄漏量模型的修正系数.     

高温管线限位支撑结构的热力耦合分析及结构改进

高温管线由于热膨胀产生的热位移较大,通常在管道上设置膨胀节与限位支撑结构来减小位移。以高温管线上两个膨胀节之间的管道三通为例,并在三通上设置了限位支撑结构。由于限位支撑结构特殊,采用ANSYS软件中APDL语言建立了管道三通与特殊限位支撑结构的有限元模型,对其在热-机械载荷耦合作用下进行了详细应力分析,并提出改进结构,满足了结构在内压与外载荷作用下的强度要求。计算结果表明,在高温管线限位支撑结构设计时,应尽量减少约束和温差产生的应力。模拟结果可为高温管线特殊限位支撑结构的有限元分析设计提供一定参考依据。     

压力管道三通结构破坏机理分析

本文主要针对压力管道中的三通结构多次破坏问题,改进三通结构,并应用有限元方法对该三通结构破坏机理进行了分析,比较改进前后的有限元计算结果得出:改进后的三通结构有效的降低了结构的应力集中。     

考虑应变-温度耦合与高温动态结晶的钛合金本构模型研究

Ti-6Al-4V合金的高速切削加工是一个复杂的高温高应变率的热力耦合过程,为更加准确研究Ti-6Al-4V合金在高温高应变率下的真实应力-应变关系,构建了一种修正Johnson-Cook(J-C)本构模型.修正的J-C本构模型综合考虑了塑性阶段应变硬化率会随加载温度的升高而降低的现象,以及在达到高温动态结晶效应的临界温度时,Ti-6Al-4V合金的流动应力会急剧下降的现象.基于修正J-C本构模型的流动应力-应变预测结果与试验数据吻合程度良好,误差率在8％以内,准确的反映了Ti-6Al-4V合金在不同加载温度下的真实应力-应变关系.     

基于Matlab/Simulink的导弹三通道弹道仿真

提出了基于MATLAB／Simulink的导弹三通道弹道动力学模型仿真方法。分析了运动受力情况，给出导弹空间六自由度运动动力学模型，对在某初始条件下的三通道弹道进行了仿真和分析，结果很好地反映了弹道特点，证明该仿真方法有效可行。     

含环向减薄缺陷主蒸汽管道蠕变应力变化规律研究

厚壁耐热钢广泛应用于高温电厂的主蒸汽管道。局部减薄缺陷是高温压力管道常见的体积型缺陷,局部减薄缺陷的存在对高温环境下运行的管道应力重分布会产生较大的影响,降低管道的承载能力。采用大型有限元分析软件ABAQUS对在蠕变条件下运行、受内压作用含环向减薄缺陷主蒸汽管的蠕变应力进行了有限元数值模拟,获得了应力重分布的变化过程。结果表明,含环向减薄缺陷直管,由于存在结构不连续,导致应力水平提高。在高温环境下,应力最大位置和应力集中系数最大位置可能会随蠕变时间的变化而改变,给出了含环向减薄管道应该主要关注的位置。研究结果可为高温含环向减薄缺陷管道的安全评定和完整性分析提供依据。     

冷锻厚壁加强三通有限元分析

本文介绍了对冷锻厚壁加强三通限元分析的方法和结果。分析结果表明三通满足强度设计要求，但是复杂工况条件下三通的母管与支管相贯肩部的应力值很大。所得结论为进一步改进三通设计提供了理论依据。     

某660 MW超超临界机组热段疏水管道接管座的开裂原因

某火电厂660 MW超超临界机组投运不久,其热段疏水管道接管座开裂,导致蒸汽泄漏.对该接管座进行了化学成分、硬度和显微组织分析,并根据管道实际布置情况建立三维实体模型,采用热固耦合有限元方法对该结构受力进行仿真分析.结果表明:该接座管化学成分、硬度、显微组织满足要求,有限元仿真得到最大应力位于接管座与主管连接焊缝下边缘...     

弯矩作用下补强圈对带压开孔管道强度性能影响的试验研究

采用与带压开孔中相同的焊接工艺制造了有补强圈和无补强圈两台试验模型,并进行横向弯矩试验。结果表明:模型主管、支管和补强圈横向截面两侧的应力分布呈现反对称性,模型支管根部有明显的应力集中现象;补强圈改变了模型主管上的应力分布规律,主管上的应力集中区从支管和主管的相贯区转移到补强圈外边缘的焊缝附近;补强圈降低了模型的最大应力,提高了模型的承载能力,有补强圈模型的应力比降为无补强圈模型的1/2,但极限弯矩提高为无补强圈模型的1.45倍。     

Note: Ultrasonic liquid flow meter for small pipes

An ultrasonic flow meter for small pipes is presented. For metal pipe diameter smaller than 10 mm, clamp-on ultrasonic contrapropagation flow meters may encounter difficulties if cross talk or the short acoustic path contributes to large uncertainty in transit time measurement. Axial inline flow meters can avoid these problems, but they may introduce other problems if the transducer port is not properly positioned. Three types of pipe connecting tees are compared using the computational fluid dynamics (CFD) method. CFD shows the 45° tee has more uniform velocity distribution over the measuring section. A prototype flow meter using the 45° tee was designed and tested. The zero flow experiment shows the flow meter has a maximum of 0.002 m∕s shift over 24 h. The flow meter is calibrated by only 1 meter factor. After calibration, inaccuracy lower than 0.1% of reading was achieved in the laboratory, for a measuring range from 15 to 150 g∕s (0.29 to 2.99 m∕s; Re = 2688 to 26,876).     

AP1000主蒸汽管道镗孔壁厚设计分析

AP1000主蒸汽管道与蒸汽发生器连接。根据设计要求,主蒸汽管道与蒸汽发生器管嘴连接的焊缝需要进行役前和在役检查,同时位于安全壳内的主蒸汽管道需要满足先漏后破原则。为了满足上述设计和运行要求,主蒸汽管道需要进行镗孔加工并且满足镗孔后的最小壁厚要求。通过分析设计给出的主蒸汽管道外径及公差和蒸汽发生器管嘴内径及公差要求,发现主蒸汽管道镗孔后其壁厚可能无法满足设计要求,从而判断设计要求自身耦合出现偏差,建议修正主蒸汽管道外径公差值。     

Novel Accelerating Life Test Method and Its Application by Combining Constan Stress and Progressive Stress

Constant stress accelerated life tests(ALTs) can be applied to obtain a high estimation accuracy of reliability measure?ments, but these are time?consuming tests. Progressive stress ALTs can yield failures more quickly but cannot guaran tee the estimation accuracy of reliability measurements. In this paper, a progressive?constant combination stress ALT is proposed to combine the merits of both tests. The optimal plan, in which the design variables are the initial pro?gressive stress level, the progressive stress ramp rate, the sample allocation proportion of the progressive stress and the constant stress level, is determined using the principle of minimizing the asymptotic variance of the maximum likelihood estimator of the natural log reliable life for the connectors. A comparison between the optimal PCCSALT plan and the CSALT plan with the same sample size and estimation accuracy shows that the test time is reduced by 13.59% by applying the PCCSALT.     

基于数值模拟和性能预测方法的主油泵改型优化

在对一600MW汽轮发电机组配套的油系统的主油泵流道研究分析的基础上,采用加大流量设计法进行该泵的改型设计;并利用基于多工况流场数值模拟和性能预测的优化设计方法来优化流道,使设计出的主油泵能满足660MW大型汽轮发电机组的油系统要求.通过数值试验取代传统模型试验,实现了主油泵改型及优化设计目标.工程应用表明文中提出的主油泵优化设计方法不仅可以有效解决设计工况的参数匹配,达到水力性能的要求,实际运行证明该设计方法是可行和可靠的,为该泵的国产化和自主创新奠定了基础.而且可以进一步推广用于类似的叶片泵的改型及优化设计.     

基于模糊理论的企业动力系统最优有效度研究

建立了基于模糊优化理论中最大水平法的企业动力系统优化设计模型，并提出了模型求解方法。应用这个模型与求解方法，确立了动力系统的优化构成，并以某大型企业动力系统技术改造项目为案例进行优化设计。对热力管网进行了实例计算、管网改造、优化和设计工作。