螺栓法兰连接模糊可靠性数值计算方法

基于垫片时效泄漏模型和应力强度干涉模型建立螺栓法兰连接的模糊可靠性模型。通过对极限状态方程进行模糊化处理,得到了螺栓法兰连接模糊可靠性计算模型,将Monte-Carlo法和有限元法相结合,提出基于有限元的螺栓法兰连接模糊可靠性计算方法,并对该方法进行验证。     

基于有限元计算方法的聚乙烯脱气仓动态响应分析

以聚乙烯脱气仓为研究对象,采用壳单元、梁单元、螺栓预紧单元和接触单元建立了整个结构的空间有限元模型。通过有限元计算方法对脱气仓结构在风载荷和地震载荷下的动态响应进行了分析,得到了各部件的应力状态和支座螺栓预紧力变化情况。有限元计算结果表明:在地震载荷作用下壳体最大等效应力较风载荷增长了47.6%;支座位置螺栓最大预紧力需提高3倍以上才可满足支座连接强度要求。     

膨胀石墨缠绕垫片常温密封性能分析

采用ANSYS商用有限元分析软件,对常温条件下受内压的螺栓法兰连接膨胀石墨缠绕垫片进行了应力分析,并根据多孔介质模型的泄漏率方程计算出膨胀石墨缠绕垫片在常温条件下的泄漏率。运用有限元计算模型对不同带宽的膨胀石墨缠绕垫片进行了不同条件下的数值模拟,模拟结果与实验结果较好地吻合。模拟结果给出了常温条件下介质内压、螺栓预拉伸力和填料带宽对螺栓法兰连接膨胀石墨缠绕垫片泄漏率的影响。     

压力管道与设备连接处管口推力计算的对比和讨论

以某化工厂一条管道及其连接设备为案例,分别采用实体单元和管道单元进行详细分析,并对计算结果进行对比和讨论。计算结果显示使用管道单元计算得到的设备管口推力基本都高于实体单元(轴向力除外),表明管道单元计算得到管口推力结果整体偏保守。管道单元有限元模型的两种管口边界条件计算得到的设备管口推力结果对比表明,管道与设备相连处约束设置不宜过于保守。实体单元与管道单元的计算结果最大值位置和应力均值基本吻合。     

基于不同本构模型的弹性联轴器刚度特性分析

分别采用Mooney-Rivlin,Odgen和Yeoh橡胶材料本构模型对永磁同步直驱系统用弹性联轴器进行有限元建模和径向刚度仿真计算,并将仿真计算结果与试验结果进行对比。分析得出,采用Mooney-Rivlin和Odgen模型得到的弹性联轴器径向刚度与试验值偏差较大,采用能够模拟大变形的Yeoh模型得到的弹性联轴器径向刚度与试验值偏差较小,Yeoh模型适合用于弹性联轴器及同类产品进行力学性能分析。     

基于ANSYS的橡胶Y形圈两种有限元建模方法的对比

提出一种通过端盖固定、活塞杆轴向移动,得到预压缩状态模型的Y形圈有限元建模方法,并与传统建模方法进行对比分析。按两种方法建模分析得到的形变位移近似,最大von Mises应力和接触压力的分布相差不大,说明该建模方法可行且更贴近实际安装过程,更合理。     

基于ABAQUS不同网格的高压气瓶应力分析

对高压气瓶进行有限元建模,分析高压气瓶受压时的受力情况,得到高压气瓶的各项应力值,从而判断气瓶的强度与安全性能。通过使用不同的网格划分方法对高压气瓶进行有限元分析,从而得到更加精确的计算结果。有限元分析计算结果与理论计算结果比较发现,利用扫掠网格划分方法能够得到更加精确的结果。     

基于p-y曲线法的深埋桩桩-土相互作用研究

为了研究超长桩在承受水平荷载下的桩侧水平位移和桩侧土压力的理论计算方法,根据有限杆单元的等效荷载求解原理得到与p-y曲线相适应的非线性弹簧的设置方法,建立了超长桩非线性有限杆单元的理论模型;以实际工程为建模背景,通过ABAQUS软件模拟受到水平荷载时的桩侧水平位移和桩侧土压力,并与实际测得的数据进行对比,以验证数值模拟计算结果的准确性。结果表明：当桩端受到水平荷载作用时,桩侧土压力呈“M”型分布;数值模拟结果与实际工程测量数值之间误差较小,通过数值模拟计算得到的桩侧水平位移和桩侧土压力与实测值之间的相对误差分别在5%和2%以内;通过p-y曲线模型计算得到的桩侧土压力曲线与桩侧水平位移曲线与数值模拟计算得到的各点之间的相关系数R²分别为0.97和0.92,两种方法得到的计算结果基本一致;且利用p-y曲线模型进行计算比通过ABAQUS三维有限元软件计算节约了将近60%的计算时间。在实际工程中,可考虑p-y曲线模型作为超长桩的分析计算模型或作为一种辅助验证方法用以验证通过其它方法计算的准确性。     

基于ASME大型球罐有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对4000 m³大型球罐进行整体建模, 对其在不同操作工况下进行应力分析。同时研究球罐模型的建模方法、各种载荷的施加方法, 并采用ASME规范对球罐支柱和球壳连接处等多个部位进行应力评定, 总结出完整的应力分析方法, 从而为球罐的结构设计提供指导。经计算, 组合工况, 自重+设计压力+25%风载荷+地震载荷应力结果最大, 球壳上最大应力点发生在支柱与球壳连接处的最高点。球罐的最大应力值发生在支撑和球壳的连接部位, 说明支撑与球壳的连接处是薄弱点, 设计时应给予关注, 增加支柱与球壳连接长度能有效降低应力集中水平。     

基于有限元法的二甲苯吸附塔底封头补强设计及应力分析

利用ABAQUS分析软件建立了二甲苯吸附塔整体的三维有限元模型,分析了扩能改造后吸附塔在操作工况下的整体应力分布,发现底部封头局部应力过高,易发生强度失效。因此,提出在底部封头与中心管连接的支撑区域外壁加设环形补强板进行补强,并通过有限元分析对比了不同厚度补强板的补强效果。结果表明:采用的补强板结构能有效减小底部封头应力水平,应力分布得到改善,各部分应力强度评定均合格,为二甲苯吸附塔的工程改造提供了依据。     

外环流氨化反应器数学模型及放大设计

研究了外环流氨化反应器的流动模型、传质模型和放大设计。结果表明,在工业条件下．此反应器的流动模型接近于全混流,传质模型为＝(pH)-2．1。应用此模型已将反应器放大到年产6万吨磷酸一铵和16万吨磷酸二铵,装置运行稳定,产品合格。     

炭黑/橡胶复合材料热导率的计算

应用不同的理论模型预测了炭黑/橡胶复合材料的热导率,并与实验测试结果进行了对比分析.结果发现,发黑体积份数对炭黑填充胶热导率影响很大,随着炭黑用量的增加,炭黑/橡胶复合材料的热导率逐步增加;炭黑/橡胶复合材料的热导率与炭黑的结构性及形态有关;在低填充份数2%～25%范围内,用Maxwell模型预测N234发黑/橡胶及N134炭黑/橡胶两种复合材料的热导率与实验结果最为接近.     

筛孔塔板气液两相流动的速度场模拟

<正>由于气体的搅动,筛孔塔板上的流动是极其复杂的气液两相流。目前两相流理论尚不成熟,未见运用此理论对塔板流速场的研究报道,Zhang和Yu的研究虽考虑了气相对液相流动的影响,但由于利用单相流理论,计算结果与实际情况有较大偏差。本文利用Elghobashi等建立的两相流双流体模型,建立了塔板上气液两相流二维流速场计算模型。在此基础上,通过调整模型参数,考虑了液层高度对塔板上返流区二维流型的影响,建立了模型参数值与液层高度的关系,实现了考虑液层高度影响的二维流动——拟三维流动的模拟。计算结果与Porter的实验结果基本相符。     

无机元素对生物质焦炭-CO2气化反应性的催化/抑制作用研究及模型构建

基于简单碰撞理论，建立了含有无机元素影响的焦炭气化反应动力学模型。建模过程中，考虑了七种无机元素含量、催化/抑制能力以及单一无机元素饱和催化倍率对焦炭反应性的影响。实验部分，选取四种生物质样品置于微型流化床反应器中测试了焦炭反应性，并与模型计算值进行了对比，结果表明模型能够较好预测焦炭反应性，同时表现出对不同样品的适应性。该模型能够通过输入样品特性参数和反应工况条件实现焦炭反应性的定量预测。该模型的建立表明固体燃料通用气化反应的规律是存在的，可以为进一步阐明气化反应规律提供理论参考。     

通用炼油厂水系统优化模型开发与应用

传统水系统优化往往只考虑了新鲜水用量,而忽视了除盐水、除氧水、各等级蒸汽、蒸汽冷凝水、循环冷却水等类型的水,缺乏对各类型水量关联性的研究。针对这种局限性,提出了包含多种类型水的通用用水过程模型,以及通用炼油厂水系统优化的超结构和相应的数学模型,模型中集成了各装置及各种类型水之间关联的物料衡算方程。利用商业软件GAMS对某炼油厂的水系统进行建模求解,案例分析结果表明,除盐水用量有所下降,回用水用量增加,在优化前后雨水量保持469.36 t·h^-1的情况下,系统的新鲜水用量从489.44 t·h^-1减小到283.94 t·h^-1,以系统新鲜水量和雨水量之和为基准,节水率达到21.4%。加工吨原油取水量从0.649 t减小至0.510 t,接近国内先进水平。案例研究表明,提出的优化模型能够有效地计算整个炼油厂水系统的新鲜水用量,验证了该模型的实用性。     

密炼机的三维流场模拟

建立同步转子和异步转子密炼机物理、数学和有限元模型，同步转子密炼机流场沿圆周取6个位置，异步转子密炼机流场沿圆周取3个位置，对密炼机流场进行有限元模拟。分析结果表明，同步转子密炼机流场在转子旋转一周内可分为两个循环，并有较多的漩涡，有利于提高胶料的分散和分布效果；异步转子密炼机流场的啮合部分有较多漩涡，在转子转过1／3周时，出现类似紊流的流动，有利于提高胶料局部分散。     

基于逻辑与启发性知识的MINLP过程综合方法

提出了一种系统化的基于逻辑与启发性知识的MINLP过程优化综合方法 .该方法将超结构图的拓扑结构分解成特定的几种设备连接类型 ,通过组合形成基于逻辑的混合整数规划模型 ,克服了数学规划法在建模方面所存在的不直观、难于系统化地实现、复杂的超结构模型难于建立等缺点 .模型中还以硬逻辑或启发的形式引入工程经验 ,减小了搜索空间 ,加快了求解速度 .通过化工厂公用工程系统综合的实例 ,将本方法与传统的层次分解法、数学规划法进行了比较 ,证明了其实用性和优越性     

Fiber bundle push-out test and image-based finite element simulation for 3D carbon/carbon composites

The interfacial properties such as debond strength, fracture energy release rate in Mode-II and coefficient of friction play important roles in determining the mechanical properties and strength of carbon/carbon (C/C) composites. Push-out tests were conducted on 3D C/C composites and the experimental results were fitted to the shear lag model to determine these interfacial properties. X-ray tomography was used to explore the internal material structure of the composite. The fiber bundle and matrix interfaces were observed as being partially damaged in the tomographic images and the crack network was explored in detail. The tomographic images were also used to reconstruct a finite element (FE) mesh for simulating push-out tests. The interface of the fiber bundle and matrix in the FE mesh was represented by cohesive surfaces with frictional contact. The cohesive surface properties were obtained by matching FE results with the experimental results. The simulations had a good agreement with experiments and values of 0.75 for coefficient of friction, 2–5 N/mm² for debond stress, 1–4 N/mm² for clamping stress and 3–6 N/m for fracture energy release rate were obtained as interfacial parameters for the composite.     

Nutritional utilization of a low protein diet in alloxan diabetic rats

Dietary control is known to influence diabetic processes. Therefore, the purpose of this work was to determine possible effects brought about by two different dietary protein levels on the nutritional diet utilization in alloxan-diabetic rats. Rats were divided in two groups: 1) One fed on 12% and 2) one a 4% protein diet. Each group was then divided into two subgroups: A) non diabetic and B) diabetic. Weight parameters, food intake, food efficiency (FE), digestive efficiency (DE), metabolic utilization (MU), retained N/ingested N ratio as well as initial and final glycemia were evaluated at the beginning and at the end of the experiment. A decrease in body weight, FE, DE and MU was observed in the control rats of group 2A, in comparison with the group 1A. Experimental diabetes led to increased FE in 1B group in relation to those of group 1A. Also decreased body weight and FE as well as increased food intake and DE were found in the control animals of 2B group. Glycemia increased in diabetic rats as compared with non-diabetic rats, in both groups, 1 and 2. The data suggest that under the experimental conditions cited, both the nutritional utilization of the diet and the diabetogenic status might be modulated by the dietary protein ingested level.     

Twin screw extrusion devolatilization: From foam to bubble free mass transfer

The present research program, based upon the experimental performance of a 20 mm counter-rotating, non-intermeshing twin screw devolatilizer with several polymer/solvent systems has developed theoretical approaches to modeling both the bubble growth dominated mass transfer regime as well as the essentially bubble free regime (1, 2). This work encompasses the area of transition from the bubbling to the non-bubbling areas. This transition to some degree, probably exists in nearly all real devolatilization processes. The work combines a foam simulation model, which integrates elementary bubble processes, with the mass transfer from single phase liquid films through a penetration theory based model. The modeling is successful at correlating the experimental data and shows realistic effects with regard to residence time, surface area, and average mass transfer coefficient as functions of vent loading.