FPSO控制系统一体化设计

浮式生产储油轮(FPSO)通常被划分成上部模块和船体两个部分进行设计和操作,由此FPSO仪表控制系统也相应地分为上部模块和船体两部分。上部模块控制系统与船体控制系统完全分开,独立设计,虽然界面清晰,但也存在系统设计原则不一致,系统软硬件结构不一致,操作界面多,系统维护工作量大及备品备件多等弊端。本文在研究上部组块和船体控制功能需求的基础上,提出了FPSO控制系统一体化的设计方法,促进上部模块和船体控制系统硬件结构的统一,改善人机界面的互相兼容和系统间时间同步及数据共享、降低成本、方便维护。     

压力储罐的静态有限元分析

利用规则设计方法对压力储罐的筒体和封头进行了厚度计算,但不能分析安装接管后储罐的承载能力。利用ANSYS有限元分析软件对安装接管后的压力储罐进行结构静力分析,得到储罐的最大变形位置和变形量,最大应力强度位置和应力值。根据第一强度理论说明规则设计确定的储罐厚度能满足联接接管后的强度要求。     

基于流固耦合方法的单容液化天然气储罐地震反应谱分析

单容罐为目前常见的液化天然气(LNG)储罐类型之一。基于流固耦合方法,采用ANSYS软件对单容LNG储罐罐内液体进行真实的建模,并对运行基准地震(OBE)和安全停运地震(SSE)载荷作用下的最恶劣组合工况的整体储罐结构模型进行了有限元分析计算和结果校核。分析结果表明,该结构形式的LNG储罐满足在地震作用下极限状态的设计要求。     

SLDQY-60型清淤机静力学分析及结构尺寸优化

在大型有限元分析软件ANSYS中,建立了SLDQY-60型清淤机的有限元模型,并根据该清淤机实际工作过程中的8种典型工况,在不同的载荷组合下进行清淤机的静力学分析,校核了清淤机整体结构的强度,结果表明,清淤机船体结构满足强度要求,工作装置局部应力值较大,对这些应力值较大的部分进行结构加强处理,为进一步减轻结构质量,提高清淤机工作效率,在清淤机船体结构满足强度要求的前提下,对船体结构进行结构尺寸优化设计,并对优化后船体结构的刚度进行校核,该研究为清淤机的设计与改进提供理论参考。     

悬臂式掘进机回转台可靠性分析

利用Pro/E、MATLAB、ADAMS、ANSYS、NSOFT软件构造协同仿真环境,对掘进机进行多体动力学与运动学仿真,计算出截割头所承受的载荷;由ANSYS提供模态中性文件,利用Durability模块得出掘进机回转台的应力分布情况,编辑生成用于疲劳计算的时间历程载荷文件,对回转台进行疲劳寿命分析;利用ADAMS的Hydraulic液压模块对回转台液压系统进行溢流压力校核,分析阻尼力对液压系统的影响,并得出压力流量变化曲线,为掘进机截割部回转台的可靠性设计提供依据.     

油船锚机船体支撑结构强度数值计算分析

针对一艘13800DWT油船,首先基于静力学原理计算并校核了锚机螺栓和楔块的受力情况,然后根据CCS《钢质海船入级规范》要求,运用MSC.Patran软件建立锚机船体支撑结构有限元模型,最后运用MSC.Nastran软件计算了该结构在三种载荷工况下的应力分布情况。分析表明:该油船锚机船体支撑结构强度满足规范衡准要求,但锚机基座与艏楼甲板连接部位应力较为集中,可做加强处理。计算方法和结论可为同类船舶锚机及船体支撑结构的设计提供参考。     

干燥塔结构设计有限元分析

为判定干燥塔设计的合理性,根据设计图纸建立整体结构力学模型,采用ANSYS仿真分析软件,考虑介质内压力、结构自重、内件重力和支座作用力等载荷,设置设计工况、试验载荷和疲劳载荷三种工况,对干燥塔整体结构进行数值模拟和应力分析计算。结果表明,干燥塔三种工况下的整体结构强度满足校核要求,说明其理论设计厚度满足设计要求,为干燥塔结构设计提供了理论支撑。     

风电偏航轴承寿命计算与承载能力分析

在综合考虑球轴承以及回转支承基本设计理念的基础上,结合风机行业的GL设计规范与ISO标准等,基于风机偏航轴承坐标系下的真实载荷工况,合理运用相关的计算方法,准确梳理了偏航轴承寿命与承载能力计算的具体过程。结合实例对比了不同标准与规范的差异,结果表明,各种方法的计算结果虽有差异,但不影响对偏航轴承的基本判断,因此可以采用较为简单的算法对偏航轴承进行快速校核分析。     

一种特大型滚动支承的优化设计

针对某重点工程的具体设计要求，分析了采用传统轴承支承的缺点，提出了滚轮式支承方案，并进行了具体结构设计，建立了滚轮组件结构的优化设计模型，运用Matlab软件对滚轮组件进行了优化计算；同时对滚动支承的外圈进行了焊接结构设计，采用ANSYS软件对其进行了应力应变分析。经校核计算，该支承满足工程设计要求，所设计的结构和采用的设计方法对于特大型滚动支承设计具有一定参考价值。     

周期狭长结构拼装模块尺寸效应与构型优化

针对狭长结构拓扑优化过程中存在的计算困难、有中间密度存在和优化构型复杂等问题,提出周期模块拼装方法,并建立混合梁单元模块有限元模型,开展了狭长结构的拓扑优化设计。以承受均布压力载荷的悬臂狭长结构为例,分析比较了不同模块数、不同材料用量以及不同截面梁对优化结果的影响。计算结果显示,采用周期模块拼装策略能获得规则简单易制造的优化构型,周期狭长结构具有尺寸效应且存在最佳模块尺寸来最大化拼装结构刚度。将混合梁单元模型的模块尺寸与拓扑协同优化结合,获得了清晰规则的类桁架构型。最后应用所提方法实现了周期狭长梯形结构的构型优化。     

联合静载荷下椭圆封头接管结构的强度校核新方法

依据俄罗斯压力容器国家标准--ГOCT P 52857-2007,对承受压力载荷、接管轴向力和接管弯矩载荷的椭圆封头中心部位开孔结构进行联合载荷下的强度校核计算。此外,运用ANSYS软件对该结构进行了有限元分析。通过比较和分析,验证了该规范所述联合载荷下的强度校核方法简单安全可靠,在实际工程中可广泛借鉴和使用。     

滚珠丝杠副的选型计算与应用

在数控机床的设计中,为了满足数控机床高进给速度、高定位精度、高平稳性和快速响应的要求,必须合理选择滚珠丝杠副。滚珠丝杠的选择主要包括精度、尺寸规格（包括导程与公程直径）、承载能力、支承方式等几个方面的内容。除此之外,还应对其进行必要的校核计算,如对细长而又承受压缩载荷的滚珠丝杠应作压杆稳定性核算;对转速较高,支承距离大的滚珠丝杠副应作临界转速校核;对精度要求高的滚珠丝杠应作刚度校核等。     

RBI检验技术在在役FPSO船体结构上的应用

在役期FPSO船体结构的安全对整个油田的正常运转至关重要。本文简要分析基于风险的检验(RBI)技术应用于FPSO等船舶结构的研究与应用现状,系统阐述RBI检验技术在FPSO船体结构上的一般应用流程。     

减速器轴的快速设计系统研究与开发

考虑减速器轴上零件的安装情况、轴的材料和加工工艺等因素,利用最小轴径估算方法和轴肩功能对轴的初始结构进行了设计.针对结构的合理性判断问题,利用强度校核方法对轴进行了校核.利用MATLAB的GUI模块,开发了轴的快速设计系统;设计了6个独立计算板块,通过与实例结果比较验证了该系统计算结果的准确性;根据输出的计算结果txt...     

高速卧式加工中心回转工作台刚度有限元分析方法

通过对高速卧式加工中心回转工作台机械结构、工况的分析,结合其刚度性能设计指标要求．建立了回转工作台有限元分析模型,并对其约束与工况载荷进行了计算与导入。基于ANSYS平台针对THS6350高速卧式加工中心回转工作台进行刚度分析,找出了工作台的最大应力、应变部位,并对其刚度进行了校核计算：分析结果表明,此工作台结构满足刚度性能和设计指标要求     

基于ANSYS/Workbench的LPG覆土罐有限元分析设计方法

LPG覆土罐是一种新型的LPG储存设备,介绍了该种储罐的设计方法,并运用ANSYS/Workbench分别对设计工况、耐压试验工况、地震工况和覆土工况下,罐体的全模型进行有限元分析计算。计算表明,设计工况、地震工况以及耐压试验工况下,罐体的应力分布主要集中在靠近气室和人孔大开孔影响区域内的结构不连续位置,覆土工况下罐体结构的应力分布主要集中在加强圈的中部。LPG覆土罐的设计应重点考虑气室和人孔的尺寸和布局,降低该区域的应力水平,防止结构发生塑性垮塌失效。同时,覆土施工过程中还应适当控制覆土对罐体产生的冲击作用,防止罐体结构发生失稳破坏。     

平面滑动回转支承设计方法

介绍了一种以高分子聚合物材料为基础的新型滑动回转支承。说明了与普通滚动回转支承相比,此滑动回转支承具有结构简单紧凑、加工工艺简单、价格成本低廉、安装维护方便、承载能力大、使用寿命长等优点。对滑动回转支承进行了理论上的外载荷(倾覆力矩、轴向载荷、径向载荷)分析,由此确定了滑动回转支承外载荷与结构尺寸之间的数量关系,并由此提出滑动回转支承的设计方法,确定了滑动回转支承的主要结构尺寸。最后,对滑动回转支承与滚动回转支承进行比较分析,进一步说明其具有功耗低、性价比高、成本低、应用范围广等优点。     

装船机回转支承及其螺栓的选型计算

分析回转式散料装船机回转支承载荷的不同工况,介绍回转支承的选型方法,校核回转支承用高强度螺栓强度,高强度螺栓的预拉力计算。     

重型燃气轮机支承座热态自适应对中机理

透平端支承是重型燃气轮机轴系设计中的重要组成部分。基于流固耦合的有限元法研究切向支承座的热态自适应对中机理。运用Pro/Engineer软件分别建立切向支承、扩压器、高温燃气和冷却气体的3维模型。然后结合支承座的结构特点和流体的物性参数,通过定义流固耦合接触界面,进行计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)计算,最后将得到的固体温度场作为热载荷传递到ANSYS软件中进行结构分析,得到切向支承的热变形和热应力场,并选取支承座8个检测点的变形量进行对比。结果表明,机座在热载荷下产生的变形通过切向支承板使轴承座发生强制性旋转,从而减小了中心标高的偏离,实现了热态下的自适应对中,为今后支承座的优化设计和试验研究提供了重要参考依据。     

复合材料薄壁加筋结构局部稳定性分析的谱单元法

工程结构的有限元数值分析往往采用粗网格模型,这导致压、剪或其联合载荷作用下的薄壁加筋结构初始屈曲临界载荷计算误差过大,而采用四边简支板的工程校核方法强化了实际约束效应,进一步加大了误差。为此,采用p-收敛的升阶谱元法,计算复合材料四边简支及弹性支承层合板的屈曲特征值;同时提取粗网格单元的实际应力状态,对复合材料薄壁加筋结构局域初始屈曲临界载荷进行了分析计算。结果表明:谱单元方法可很好的收敛于四边简支板的理论解,计算效率较高;局域薄壁加筋结构的谱单元方法可高效收敛于整体薄壁加筋结构的局部稳定性解,且能计及加强筋对复合材料层合板的弹性支承作用,更准确的模拟了加筋板的实际约束效应。