液力平衡式新型油罐设计与影响因素研究

为了突破油罐大型化发展中因钢板使用厚度带来的限制,国内提出液力平衡式新型油罐的概念。针对这一结构,采用API650标准中的变点法进行罐壁厚度设计计算与探讨。并利用有限元模拟方法进一步分析平衡液高度对油罐的影响,结果可知,平衡液高度对罐壁设计厚度和罐体应力分布有明显影响。得出在钢板使用厚度允许范围内,平衡液高度并不是越高越好,平衡液高度取主罐壁设计液位的一半最为合理。     

大型LNG储罐在高温状态下外壁温度场及应力分布有限元分析

为了分析LNG储罐在遭受长时间火灾后的应力分布,利用有限元软件ANSYS建立了火灾下储罐的有限元模型首先对储罐进行了热分析,然后将求得的温度作为体载荷加到罐体上进行结构分析,重点分析了结构在高温作用下的内应力和应变的大小与分布．分析结果表明：在着火情况下,经过6h,储罐内部温度升高不多,即耐火极限可以达到6h;罐壁径向变形受高温荷载的影响较大;罐壁沿厚度方向上各点的应力变化趋势相近;罐壁的径向应力相对环向应力和轴向应力来说很小,可以近似认为储罐罐壁处于双轴受力状态．     

大型储罐壁厚计算的探讨分析

1　前言储罐的设计越来越趋向大型化 ,能够合理、科学、安全地设计、制造和使用大型储罐 ,显得越来越重要。本文就大型储罐壁厚的计算 ,从计算方法、操作和充水试验时的许用应力、焊缝系数的选取等几个方面对中国标准ＳＨ3 0 46和美国标准ＡＰＩ65 0进行了分析和比较。2　设计计算方法ＡＰＩ65 0中储罐壁厚计算有两种方法 ,“一英尺”法和变设计点法。“一英尺”法 ,是以高出每圈壁板下端 0 .3ｍ (约为一英尺 )处作为一个固定的设计点进行计算。用“一英尺”法计算壁厚时 ,对直径较大的储罐 ,壁板的实际应力与许用应力相差较大。一般情况下 ,最下两圈壁板的实际应力接近按 2 /3屈服点取的许用应力或略有超过 ,而上面几圈壁板的实际应力均比许用应力小 ,显得有些保守 (最上面几圈壁板的名义厚度不是计算壁厚所确定 ,而是由刚度等因素所决定 ,本文所述不涉及这几圈壁板。以下同 )。变设计点法是以壳体的弹性移动为基础 ,这种方法考虑了罐底板的约束对罐壁受力的影响以及较厚的下层罐壁对较薄的上层罐壁的影响 ,从而使每圈壁板的最大应力点位置上移 ,其核心就是力求找出各层壁板的最大受力点 ,每一圈壁板都采用可变的设计点计算壁厚 ,...     

软土地区盾构侧穿SF油罐扰动控制数值分析

以宁波轨道交通3号线二期盾构隧道工程为背景，对软土地区盾构掘进过程中引起的SF双层油罐变形及应力分布规律进行数值模拟分析。结果表明，合理选取土体损失率、正面附加推力等参数值可有效控制油罐扰动。罐区变形以竖向变形为主，隆起量极值位于距离隧道较近的油罐，沉降量极值位于中心油罐区。距离盾构隧道较近的油罐壁出现较大附加应力，油罐各项应力值均小于罐体材料许用应力。油罐满载工况下变形及附加应力值均低于空载工况。现场监测数据时程变化趋势与数值分析结果一致，地表变形量及变形速率满足监测要求。     

基于弹性分析法的大型储罐罐壁应力计算

运用短圆柱壳挠曲线微分方程,基于变形光滑连续条件,建立用于计算大型储罐罐壁应力的弹性分析法力学模型,推导阶梯厚度壳轴向应力的计算公式,得到详细的计算过程。采用此方法,以容积为15×104m3大型储罐为算例进行验算,并对有限单元法数值计算结果和现场实测数据进行对比。结果表明,该方法能够较精确地计算罐壁应力,可以为罐壁设计与校核提供参考。     

k-ε紊流模型中涡粘滞系数表达式的改进

根据模式化的雷诺应力控制方程导出了ｋ－ε紊流模型中涡粘滞系数表 达式，并以跌坎为例和Ｃｕ的数学表达式，其中的待定数根据实验数据、采用 最小二乘法拟合确定．用所建议的表达式对跌坎流动进行了计算，并和采用 Ｃｕ＝０．０９的ｋ－ε紊流模型、代数应力模型、雷诺应力模型的计算结果及模型 实验结果进行了对比．结果表明采用建议的Ｃｕ表达式得到的时均流场和其 他三种模型差不多，但得到的紊流动能和雷诺应力比Ｃｕ＝０．０９时的结果好 得多；在离壁较远处甚至优于代数应力模型和雷诺应力模型的结果．     

水泥混凝土路面板厚设计的温度应力系数计算

针对编制水泥混凝土路面设计程序中的温度应力计算问题，给出了水泥混凝土路面厚度设计中温度应力系数的数值计算方法。首先从诺模图读取关键数据点，然后使用内插方法计算温度翘曲应力系数Cx与综合温度应力系数Bx，以Delphi7．0为开发工具编制相应设计程序，并进行了验算。结果表明，该方法计算结果与查诺模图得出结果相比，其相对误差在3％以内，能够满足工程设计的要求，从而减小了人为因素的影响，提高了设计效率。     

径向谐波齿轮传动中柔轮壁厚计算方法的研究

分析的谐波齿轮传动中柔轮壁厚的几种计算公式，包括经验公式和精确公式，后者仅用于塑料谐波齿轮的壁厚计算，针对它们特别是精确公式的不足，考虑到谐波传动中柔轮的载荷和变形情况，引入了应力修正系数，推导出了一种通用的柔轮壁厚的精确计算公式，并通过一个算例将向种公式进行比较，计算的结果证明了公式的优越性。     

井壁结构中混凝土强度提高系数的研究

通过对井壁结构中混凝土受力状态的分析．指出了混凝土由于处于复杂应力状态下其抗压强度将有较大程度地提高，根据井壁结构模型试验结果，得到了井壁结构中混凝土抗压强度提高系数的回归公式．从而为井壁结构的合理设计提供了试验依据。     

料仓压力的理论分析和实验研究

针对散状物料卸载过程的动力学问题，介绍了料仓内物料对仓壁压力的理论计算方法，并应用微型土压力传感器对垂直和水平压力进行了实验室实验，将实测的侧压力系数与理论计算值做比较，提出了修正侧压力系数的方法。该方法对分析物料对仓壁的压力有一定的参考价值。     

油缸后推杠杆平衡式举升机构的优化设计

本文以举升初始时刻机构各铰点坐标为设计变量 ,以初始举升系数为优化目标 ,考虑机构的传动性、油压特性等方面的约束 ,建立了油缸后推杠杆平衡式举升机构的数学模型。以CA10 92型载货汽车改装成自卸汽车为实例 ,求解出了举升机构的优化方案。     

剪叉式提升机构受力特性分析

为了对三级剪叉式提升机构的受力特性进行分析研究,首先将其简化为二级剪叉式机构,并利用虚位移原理和力学分析方法对简化后机构的轴力、弯矩和应力等进行了推导与分析,得到了机构受力与起升荷载、起升角度的关系式。然后结合对三级剪叉式机构受力特性的有限元仿真,得到了简化前后2种机构的受力特性曲线。最后对比分析发现:虽然简化后机构各点的受力特性会发生改变,但是机构中剪叉臂的轴向应力和剪切应力的最大值变化不大,剪叉臂所受的最大弯曲应力近似为简化前的2.3倍,并且这些应力的最大值均随着起升角度的增加而非线性地减小。因此,可以通过计算二级剪叉机构中的相关应力来估算三级剪叉机构中的应力。     

淤泥对平面钢闸门启门力影响的数值仿真分析

为了准确模拟闸前泥沙淤积对平面钢闸门启门力的影响,将闸前泥沙考虑为由粗细颗粒组成的宾汉体,闸门在开启过程中,粗颗粒之间的碰触和相对滑动产生了摩擦剪切应力,而细颗粒之间的絮凝作用在闸门开启的瞬间提供了极限剪切应力,这两种剪切应力之和称为泥沙临界屈服应力.闸门启动时,必先克服临界屈服应力.基于VOF（volume of fluid）的三维非稳态两相流k T-εT模型,引入宾汉体模型,考虑泥沙临界屈服应力,建立起闸前泥沙淤积对平面钢闸门启门力影响的数值仿真模型,并应用该仿真模型计算了天津宁车沽防潮闸在闸前有泥沙淤积情况下的启门力,计算结果与实测资料吻合较好.     

淬火油槽及其起重吊钩的安全设计

文章介绍了淬火油槽的安全容量、与安全有关的结构、工艺平面布置和淬火操作中一系列应注意的安全问题;为使安全事故损失降到最低,着重介绍了淬火工件起重装置中吊钩的安全设计。     

起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

为研究岸桥起升传动系统在起升复杂工况下的动态特性,建立了起升机构的动力学模型,模拟了传动系统所受的起升动载.考虑传动系统中齿轮副的时变啮合刚度和支撑刚度,建立了起升传动系统平移-扭转耦合的动力学模型,得到了电机从启动到匀速最后减速到停止的起升过程中传动系统各构件的振动响应,并对不同阶段的啮合力进行了频域分析.研究表明,传动系统各构件的扭转振动与起升动载有相同的变化趋势,且由于起升速度的变化,加速和减速阶段的啮合力频谱出现了边频带现象.     

基于Matlab的越野叉车举升装置位置控制系统 建模与仿真分析

越野叉车在工作过程中驾驶员既要克服恶劣的环境又要完成高难度的举升操作,这对越野叉车的控制系统性能是一个极大考验。为了提高越野叉车工作过程的响应速度、平稳性、可靠性和抗污染性能,将电液比例换向阀应用于越野叉车举升装置位置控制系统。通过改变比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比的参数以及举升装置的负载力,运用MATLAB仿真平台对举升装置控制系统中不同参数下的数学模型进行仿真分析,得出不同参数对系统动态特性的影响规律。结果表明:比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比会影响系统的响应速度、系统精度和相对稳定性;随着举升装置负载力的变化会影响系统的响应时间和稳定性,从而为越野叉车举升装置控制系统的优化设计和应用提供依据。     

履带拖拉机三点悬挂机构多目标优化设计

建立履带拖拉机后置三点悬挂机构的运动学数学模型,通过分析得到农具提升过程中悬挂轴处的提升力及悬挂轴与下拉杆铰接点处的垂直上升速度与液压缸运动速度的比值。运用遗传算法的基本思想,以某型号履带拖拉机悬挂机构作为设计算例,将悬挂机构的提升能力及提升过程的平稳性和速度作为优化目标,采用线性加权和法对悬挂杆件的几何尺寸进行多目标优化。结果表明,采用基于遗传算法的优化方法优化后,三点悬挂机构的提升力增强,提升过程的平稳性明显提高。     

港口岸电电缆提升装置静力学与疲劳性能分析

电缆提升装置的强度直接决定电缆输送过程的可靠性,但是针对该方面的研究较少。在4级风工况下,对4层提升装置进行静力学分析,并与试验结果对比,验证了分析方法的合理性。进而研究了0-8级风工况下,该装置的应力分布情况。由于3、4层应力较大易发生疲劳破坏,故采取疲劳分析。结果显示,0-8级风工况下,该装置性能合格。随着风载荷的增加,每层最大应力值均有所提高,同时该装置最易破坏的位置均在第3层底部。此外,当风速大于4级后应力增长速度提高,且疲劳寿命降低速度提高。     

基于机液联合仿真的剪叉机构疲劳寿命分析

为解决工程机械复杂机液结构的疲劳寿命计算问题,以某型号高空作业平台剪叉机构为研究对象,提出了一种基于机液联合仿真的结构疲劳寿命计算方法.首先,建立了剪叉机构的机液联合刚柔耦合多体动力学仿真模型,分析了剪叉机构在举升过程中的受力情况,确定了极限工况为举升阶段79.2 s时刻,提取了各关键铰点处的载荷谱;并通过剪叉机构的油缸压力和结构应力测试实验,验证了动力学仿真模型的正确性;然后,基于联合仿真确定的极限工况和铰点载荷谱,对剪叉臂进行了极限工况下和单位载荷作用下的静力学分析,得到了剪叉臂结构应力分布情况;最后,利用铰点载荷谱和剪叉臂结构应力通过仿真获得剪叉臂疲劳损伤云图,确定了剪叉臂疲劳危险部位主要是剪叉臂各个零部件的连接位置处,为后续的疲劳寿命优化提供了基础.     

多工况载荷作用下脐带缆终端承载能力计算研究

脐带缆终端是水下脐带缆关键的硬件设备,其在深海环境承受载荷复杂恶劣,对连接系统的承载能力提出了更高的要求。以南海某气田使用深水脐带缆终端为研究对象,基于国际标准化组织(International Organization for Standardization, ISO)和挪威船级社(Der Norske Veritas, DNV)相关标准,对脐带缆终端外结构部件按弹-塑性和纯弹性应力分析方法建立有限元模型并进行数值分析,得到其在生产工况下的轴向载荷能力、剪切载荷能力、弯矩能力和扭矩能力,并分析了不同吊装提升方式对深水脐带缆终端承载能力的影响。分析结果表明：正常生产工况下计算所得承载能力均满足相关标准评价指标;不同吊装提升方式对深水脐带缆终端承载能力影响不同;与两点提升吊装方案相比,四点提升吊装方案更不容易产生应力集中,满足安全强度要求。研究成果可为脐带缆终端设计和现场应用提供理论基础和技术参考。