内压圆筒上矩形大开孔接管三维有限元分析与强度评定

采用有限元法，对某冷却器的矩形开孔部位在有补强和没有补强的2种结构下进行应力计算和强度分析，并在应力分析结果的基础上用线处理法对危险部位进行强度校核，同时对矩形开孔边应力分布规律和补强结构进行了讨论．结果表明：矩形开孔部位应力集中严重，需要给以补强．     

锅炉圆筒形元件补强板与接管联合补强的有限元应力分析

锅炉承压部件上开孔的尺寸较大时,需要采取局部补强方式对孔进行补强。补强计算方法有其适用范围,当结构超出范围时,对开孔的补强计算公式不再适用。本文所述一台余热锅炉的一个内压筒体,开孔直径超出了标准允许的范围。为了解决开孔的强度问题,采用补强板和厚壁管接头联合补强,并进行有限元应力分析验证,证明强度满足承压要求。     

12丙烯聚合釜上封头三维有限元分析与强度计算

压力容器封头具有单个开孔补强结构的应力状态已进行了大量研究,对标准椭圆形封头上开双孔或多孔结构的应力状态研究甚少。本文提出用三维立体单元对聚丙烯生产线的关键设备—１２ｍ３丙烯聚合釜上封头复杂开孔补强结构进行有限元应力分析,给出了结构应力状态图。最后,根据ＡＳＭＥ锅炉及压力容器规范第ＶＩＩ卷第二册进行了强度计算,结果表明本文设计的聚合釜是安全的。     

天然气管道带气开孔补强结构的应力分析

为了探讨天然气管道带气开孔特殊开孔补强结构受压后的应力情况,利用有限元分析软件对天然气管道带气开孔5种模型进行了有限元建模及应力场分析.5种模型分别为整补、方补、仅焊支管、先焊支管再焊圆形补强圈和先焊支管再焊方形补强片.分析结果显示：整补和方补最大应力位于接管与补强片连接拐角处,其他3种模型最大应力位于主管开孔边缘下表面拐角处;在支管直径与主管直径之比为2/3,管内压力为0.6 MPa时,5种模型的最大应力分别为53.324 MPa、52.878 MPa、59.006 MPa、48.662 MPa和34.806MPa.对于20号钢和Q235材料,补强结构受压后符合强度要求.整补和方补最大应力相差不足1MPa,整补模型的下半瓦片对开孔接管处的补强效果不明显,一般情况下采用方补即可;而先焊支管再焊补强件较整补和方补,最大应力下降较多,补强效果较好;先焊支管再焊方形补强片的补强效果最好,建议在带气开孔中采用此方式.     

应变强化压力容器应力分析研究

主要研究应变强化压力容器应力分析问题,对应变强化压力容器的强化基本原理、强化措施进行了研究,并从壳体应力计算、强化应力计算、筒体封头计算和开孔补强应力分析等方面入手,对应变强化压力容器应力分析方法进行了讨论.     

内压容器开孔整体锻件补强结构设计及强度计算

GB150-1998（钢制压力容器》推荐了两种开孔补强形式,即补强圈补强和整体补强．但它仅给出了补强圈补强的设计计算方法,整体补强没给出计算方法．参照中外标准规范和相关资料,给出一种内压容器开孔整体锻件补强的结构设计及强度计算方法．此种补强方法适用于球罐、高压容器等设备的开孔补强设计．     

强梁腹板特殊开孔应力分析与补强方法研究

应用复变函数法，利用保角变换技术分析了无限大平板开腰圆孔的应力集中问题；针对船体甲板强梁腹板特殊开孔及补强形式，应用MSC／NASTRAN软件进行了有限元分析，计算了应力集中系数，讨论了开孔产生的应力集中现象及其对开孔参数的依赖关系．经与光弹试验结果的比较，确认了有限元计算结果的合理性．最后提出了若干可供在结构设计中参考的建议．     

开孔Q460高强钢板在低周疲劳加载下的力学性能试验研究

为探讨单调拉伸及低周疲劳荷载下开孔Q460高强钢板的力学性能,对33个开孔材性试件进行试验测试,通过分析试件的应力-应变曲线、骨架曲线和耗能能力对比图,探讨了试件设计尺寸、开孔数量及加载模式等因素对开孔材性试件的强度、刚度、延性和耗能能力等力学性能的影响规律。在此基础上,使用ANSYS有限元分析软件建立了疲劳加载作用下开孔材性试件的精细有限元模型,并与材性试验结果进行了对比分析,验证了模型的正确性和可靠性。试验结果表明,开孔对Q460高强钢试件的力学性能有不利影响,导致应力集中加剧;在疲劳荷载作用下,增加试件轴向的开孔数量有利于提高试件的延性,但对钢材的耗能能力产生不利影响。开孔试件在低周反复荷载下易在开孔位置发生应力集中导致裂缝产生,且孔洞四周存在鼓曲现象,断后试件整体呈马鞍形。试件厚度对高强钢的破坏模式及力学性能影响显著,在低周疲劳荷载下,开孔试件的破坏形态与未开孔试件差别较大,且随厚度增加呈现两种不同的断口形态,随着试件设计厚度增加,断口截面与试件横截面呈约45°夹角和锯齿形交错相嵌两种断口类型;且随着钢材厚度的增加,试件的抗拉强度、延性和耗能能力均有所提高。加载模式对开孔Q460高强钢的抗拉强度影响较小,随着荷载循环圈数的增加,Q460高强钢的延性降低,耗能能力提高。     

圆孔型蜂窝钢梁补强前后受力性能分析

蜂窝钢梁由于腹板的开孔削弱,使得剪力的作用效果越来越明显,严重降低了蜂窝钢梁的强度和刚度.现提出补强措施：在支座处添加大盖板,并利用ABAQUS有限元分析软件,对圆孔形蜂窝钢梁补强前后进行了有限元分析,将两种情况下的受力性能能进行了对比分析,得出结论.分析结果显示在支座处添加大盖板这种补强措施是非常有效的.为以后的设计提供了依据与合理化的建议.     

梁腹板开孔低温冻结光弹性实验

应用光弹性原理及方法,根据“混合几何相似原理”对研究对象进行缩比、模型设计,模型由低温环境冻结树脂材料制作而成,对简支梁中心大尺寸腰圆形腹板开孔和固支梁近支座圆形腹板开孔及其不同补强方式进行了光弹性实验,利用估判主应力迹线的方法,确定零级条纹,通过应力冻结、切片获得了12个模型的孔边条纹图和应力集中系数,并与数值计算结果作了比较,为优化设计和调整数值计算提供了有价值的依据。     

集装箱房抗侧刚度分析Ⅱ:侧板开洞影响

根据使用功能的需要,工程中往往需要对集装箱房进行开洞处理,而这会对其抗侧刚度产生较大影响.为得到侧板开洞集装箱房的抗侧刚度计算公式,本文研究了侧板开洞对边界焊接波纹蒙皮结构的折减系数以及不同的开洞形式对折减系数的影响.首先,根据欧洲蒙皮理论对集装箱侧板开洞形式进行了限制,并推导了相应的折减系数计算公式.然后,利用ABAQUS有限元模拟方法对理论进行验证,并针对限制条件中容易超出的3条(窗形洞口的高度、形状以及门形洞口的位置)进行超限分析.最后,利用课题组已有试验数据,对开洞集装箱的有限元建模方法进行验证.结果表明:窗形开洞会导致洞口四周发生明显的应力集中现象,使得整体抗侧刚度大幅削弱,而洞口四周进行加固处理则能有效抑制这种现象;实际工程中,宜优先考虑开设圆形洞口,其平滑对称的形状能削弱应力集中现象,在同等采光面积的前提下,相对方形洞口更为有利;而门形开洞对洞口位置敏感,应该尽量居中布置,否则会导致明显的局部效应.     

压力容器椭圆形封头与圆柱壳过渡连接处的力学综合分析

在中、低压力容器常规设计中,对椭圆封头与筒体连接处的边缘应力不做计算,但连接处的边缘应力对压力容器的制造和使用影响较大.所以笔者应用薄膜理论和有限单元法对椭圆端盖与圆筒连接处的边缘应力进行了综合分析.通过计算和分析,得出了椭圆端盖与圆筒过渡连接的合理数值量.     

具有多开孔长圆柱壳的强度分析

结合油田工程实际问题,研究不同形状的单个开孔及多个开孔对油井套管强度的影响。给出受外压情况下长圆柱壳开任意形状单孔问题的理论解,并分别对开单圆孔、单椭圆孔、多圆孔及多椭圆孔的长圆柱壳在受均布外压情况下的孔边应力进行有限元数值计算。计算结果表明,圆柱壳开单孔问题最大应力的数值解与理论解十分接近,长圆柱壳每米分布40个圆孔情况的强度比每米分布8个椭圆孔情况提高20%以上,因而较为合理。     

内压薄壁圆柱壳大开孔应力分布特点

应用有限元分析方法,计算了内压薄壁圆筒大开孔情况下的应力场,讨论了大开孔情况下内压薄壁圆筒的应力分布特征,计算结果及讨论结论对压力容器的设计具有重要的参考价值     

圆柱壳温度裂缝体外预应力加固及有限元分析

结合某大型钢厂沉淀池加固工程，从圆柱壳理论出发，得出圆柱壳在温差下的应力分布及变形规律。建立弹性体等效应力和普通钢筋混凝土受弯构件配筋及裂缝的数值关系，证明三者之间呈线性关系，并提出一种体外预应力环箍加固的方法，旨在改变池壁原环向应力分布。混凝土在环箍预应力作用下趋向于受压，裂缝随之自行闭合，从而使加固后的水池能满足规范正常使用极限状态和承载力极限状态要求。     

体外预应力加固桥梁挠度分析

本文桥梁在建成后，经过多年运营及在温度应力作用下，主跨跨中出现了严重下挠病害。采用体外预应力技术对其进行加固。在结构加固中，确定体外预应力的设计并推导出加固后挠度计算公式。挠度监测点监测结果与挠度计算公式计算结果相比误差均小于5％，实践表明体外预应力加固后挠度计算公式是正确的，且表明此加固技术是减小挠度的有效方法。     

混凝土圆环形截面非均匀配筋计算的解析法

环形截面是工程结构中常见的截面形式,但混凝土环形截面配筋计算存在双重非线性(材料和截面宽度变化的非线性).《混凝土结构设计规范》中仅给出计算均匀配筋的超越方程组,需编程和迭代求解,不能手算,极为不便.另外,一些环形截面构件(如高桥墩、预制管桩等)长度长、截面尺寸大、钢筋用量大,若采用均匀配筋,中性轴附近钢筋应力小,经济...     

串列圆柱体下游柱的流体动力分析

处于串列的两根圆柱体,其下游柱的振动响应比起孤立柱来要大得多,这主要是由于两者之间的流体动力存在着区别。在高雷诺数Re下,要想通过实验方式得到下游柱的流体动力系数存在着较大的困难,而在相同雷诺数Re下的孤立柱的流体动力系数却较为丰富。本文通过对已有的孤立柱和下游柱在高雷诺数Re下的流体动力系数的实验值的分析,得到了一种两者之间的联系式,并将下游柱流体动力系数的计算值与实验值进行了比较。本文的工作为预报处于尾流中工作的圆柱体在高雷诺数Re下的流固耦合振动响应提供了依据。     

直喷式柴油机缸内燃空混合过程的计算机模型

本文推出了一个直喷式柴油机缸内燃空混合过程的新模型,该模型提出了燃空混合过程“两个时期、三个阶段”进行计算的新设想,将该模型用于直喷式柴油机缸内污染物生成历程的模拟计算并与实验结果比较表明,该模型是合理的。     

配置HRBF500钢筋的无粘结预应力梁受弯性能试验研究

进行了10根简支梁的受弯性能试验,研究了以HRBF500钢筋作为纵向受拉钢筋的无粘结预应力混凝土梁的破坏特征、预应力增量、受弯承载力以及位移延性。试验研究表明：在达到极限状态之前,试验梁中受拉的HRBF500钢筋均已屈服;梁破坏时,受压区混凝土压碎,破坏较为突然;无粘结预应力筋的实测极限预应力增量与综合配筋指标仍基本成线性关系,但较规范GB 50010-2010中公式的计算值明显偏大,计算值与试验值比值平均为0.35;梁跨中的屈服位移较大,但位移延性较差,位移延性系数平均为1.67,且随综合配筋指标增大,位移延性系数减小。根据笔者及相关文献中的试验结果,分析得到了无粘结预应力筋的极限预应力增量计算的建议公式,当极限预应力增量试验值〈450MPa时,该式的计算值与试验值符合较好。