回转圆筒筒体强度计算方法的探讨

通过对筒体强度计算方法的分析,并对几个典型回转圆筒筒体应力的测试,找出实测应力值与理论计算值之间的定量关系,提出综合系数法(笔者定名)进行筒体强度的更接近实际的计算方法。     

筒体与滚圈大面积多体接触问题的有限元解法

针对筒体与滚圈大面积多体接触及结构重复性强的特点,应用接触伪单元及子结构技术,建立了筒体与滚圈的多体接触模型,通过定义当量密度,将窑皮、扬料板等的重量引起的载荷自动转化到其作用区域的体积上,减小了载荷处理的工作量.筒体与滚圈多体接触问题数值计算的结果表明:档位段筒壳应力远大于筒节段筒壳应力,档位段筒壳的强度较弱,筒节段筒壳强度有一定富余.     

回转窑关键部件应力计算

通过对复合载荷下的回转窑受力情况进行分析,对回转窑筒体各档支反力以及轮带下附近危险截面的弯曲应力进行力学分析计算,进而验证回转窑筒体强度、轮带变形量是否满足设计要求,为支撑装置以及土建基础的设计提供准确的载荷数据。     

蒸汽扩容器切向接管应力分析研究

采用三维有限元方法对蒸汽扩容器与切向接管联接的关键部位进行了应力分析,获得了该部位的应力分布.计算结果表明,蒸汽扩容器筒体上开孔设置切向接管,使连接区的应力分布复杂化,并产生明显的应力集中,接管与筒体连接处应力值较大,最大应力发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位内侧,是筒体失效的危险区域;各类应力最大值均发生在蒸汽扩容器与切向接管的内侧连接处,并随着离该处距离的增加而减小.并按照JB4732-1995采用应力分析设计方法对该蒸汽扩容器切向接管结构进行强度评定,蒸汽扩容器切向接管强度足够,满足安全要求.     

平板封头与筒体连接应力释放槽结构分析与优化

对平板封头与筒体连接应力释放槽结构进行了有限元分析,根据压力容器分析设计观点对结构的安定性进行了评价,发现有些情况下需开设一定尺寸的应力释放槽才能使结构满足安定性要求,而有些情况下仅需做结构对接开槽即可满足安定性要求,据此可确定是否开设应力释放槽的分界线.此外,分析表明,有些情况下即使开设应力释放槽也不能使结构满足安定性要求,此时需首先加强筒体,据此可确定是否需要加强筒体的分界线.通过参数化计算,得到了需开设应力释放槽及需加强筒体的结构参数区域.对需要开设应力释放槽的结构,探讨了应力释放槽圆弧半径以及开槽深度对薄膜加弯曲应力强度以及最大应力强度值的影响,提出应力释放槽横截面积最小、薄膜加弯曲应力强度水平系数最小以及应力强度幅水平系数最小3种优化方案.利用ANSYS的APDL及OPT模块,采用参数扫描及函数逼近法,以应力释放槽横截面积最小为优化目标,以薄膜加弯曲应力强度水平系数及应力强度幅水平系数小于1为约束条件,对应力释放槽的圆弧半径及深度进行了优化计算,给出了最优开槽尺寸,可供此类结构的设计参考.     

多体非连续接触下回转窑筒体抗疲劳优化

针对多体非连续接触状态下回转窑筒体应力不明晰、强度分布不合理等问题,使用试验设计方法选取样本点,根据样本点构建筒体和滚圈的接触有限元分析模型。通过有限元分析,得到样本点对应的筒体应力,通过疲劳分析得到各段筒体对应的寿命,然后构造kriging代理模型。以均衡档位段、过渡段、筒节段的疲劳寿命为目标,考虑筒体厚度、截面变形、挠度等约束条件,应用改进的多目标遗传算法对代理模型在给定设计空间内进行全面搜索,获得了最佳筒体厚度。结果表明：抗疲劳优化使筒体的最小疲劳寿命由48.4年提高到89.3年,并使各档位段、过渡段筒体寿命接近,筒节段筒体寿命趋于相等。     

水泥回转窑简体裂纹模型的建立和安全评定

回转窑是水泥生产系统的关键设备之一,其服役状况直接影响水泥的产量和质量.针对某水泥回转窑筒体焊缝沿筒体轴线方向开裂问题,对轮带与筒体进行力学分析,得出引起垫板处筒体焊缝开裂的应力主要包括弯曲应力、温度应力、残余应力等.结合断裂力学和弹塑性力学构建筒体焊缝裂纹的力学模型,按应力强度因子建立筒体焊缝的断裂判据,对裂纹进行安全评定,并通过现场裂纹统计证实了模型和评定的准确性,裂纹临界尺寸为141 mm.     

基于ANSYS再沸器管口接管应力的仿真分析

以某一型号再沸器管口接管为例,采用ANSYS有限元分析方法,构建接管管口有限元模型。根据再沸器接管管口的受力情况确定模型边界条件和载荷条件,通过有限元仿真计算获得管口接管处的TRESCA等效应力云图,然后根据JB4732《钢制压力容器——分析设计规范》进行应力强度评定。结果表明结构的最大应力（317.689 MPa）出现在接管与筒体连接处筒体一侧的外表面, 接管应力强度满足工况要求,研究结果验证了设计的安全性和合理性,为下一步再沸器管口接管结构优化设计提供了理论基础。     

筒体与斜背板变尺寸焊接坡口的优化设计

有一种承载焊接支架,焊接件主体结构是中间有带焊接底座的筒体,筒体一端焊有前端板与筒体垂直,筒体另一端焊有与筒体呈倾斜角度的背板,使用时焊接支架承受重载荷和扭矩。由于背板与筒体倾斜,与一般的坡口不同,此端筒体周边上K型坡口设计的钢板厚度两侧坡口开得尺寸不同,以补偿倾斜的背板导致筒体上坡口的减小。研究表明影响筒体K型坡口尺寸的一个参数是坡口处筒体板厚径向线与背板间的角度。作者通过借鉴原设计,应用空间解析几何公式计算得出的筒体板厚径向线与背板间的角度,重新优化设计了筒体上背板处的坡口,与原设计相比,重新设计的坡口更具合理性和准确性。     

回转窑轮带对筒体的压力分布

本文分析了轮带对简体的压力分布及回转窑简体应力和变形的重要问题。介绍并分析了在研究筒体应力和变形中几种轮带对筒体压力分布的假定。通过对筒体的载荷和受力分析,推导出轮带对筒体压力分布的理论计算公式,同时就轮带对简体的压力分布进行实际测量,比较理论计算和实际测量,其结果是一致的,为筒体的应力和变形研究提供了实际依据。     

食品膨化机螺杆失效形式分析及强度计算

本文对螺旋式食品膨化机螺杆由于磨损和腐蚀的综合作用引起的正常破坏以及受力情况进行了分析。据此提出了简便、易行的强度计算方法和设计中应注意的事项。     

对ZQYC型油压机主机压板结构的刚度与强度分析

利用解决弹性力学问题的能量法对ZQYC型油压机主机压板结构刚度与强度的计算进行了研究,导出了合理估算压板厚度的近似公式,为压板设计提供了理论依据。     

由改善显微组织形态提高钢件疲劳寿命

本文探讨研究由改善显微组织形态提高调质高强度钢件疲劳寿命的可能性及相应的机理和途径。实验研究发现,通过改善显微组织到预想的状态,使调质高强度钢应力场强度因子范围门槛值稍有增高,疲劳裂纹扩展速率减低,疲劳寿命明显提高。分析认为,对疲劳寿命的提高是依据作者对改善调质高强度钢强韧化机理和途径的论点而合理设计热处理工艺,使这种钢晶粒显著细化,碳化物颗粒极为细小而均匀以及基体韧化的结果。这种组织形态具有阻碍疲劳裂纹扩展、减小应力集中和阻碍新裂纹的产生等作用,是提高疲劳寿命的重要原因。对改善调质态钢的强韧性和提高疲劳抗力的机理和途径作了分析探讨。     

按极限状态的设计方法计算双向偏心受压砌体

本文按照极限状态的设计方法,提出了砌体(柱)在双向偏心压力作用下的计算公式。并将公式中的系数编制成表。使能直接进行这类构件的设计。     

振动磨机高强螺栓的疲劳可靠性分析

ＺＭ２８００振动磨机用高强度螺栓将磨料筒锁紧在抱箍与箱体之间,工作状态时螺栓时内产生交变应力。它是磨机的关键易损零件之一。通过对该螺栓做无限寿命可靠度校核,发现原设计的螺栓规格取得偏大且初始预紧力也取得过高。计算得出,将原设计的Ｍ５２螺栓改为Ｍ３６能满足振动磨机的工况要求。     

叉车货叉有限元计算和应力分析

对叉车货叉的强度和刚度进行有限元计算，根据计算结果对货叉变形和应力分布进行分析，为货叉的强度和合理设计提供了参考依据。     

生物玻璃强度性质的改进方法

生物玻璃作为生物材料具有金属材料和有机材料无法比拟的优点，但是同时又存在诸如脆性大、抗弯强度不足等严重缺陷。本文就生物玻璃存在的不足主要从调节玻璃组分、改善玻璃制备工艺以及采用多种材料复合等方面阐述了提高生物玻璃某些性能的途径。     

大型轴类件吊挂攀和横销轴的强度设计

通过对大型轴类件吊挂攀和横销轴的受力分析，确定了起吊瞬间产生的最大载荷，进行了抗弯、抗剪和抗拉强度等综合因素的强度设计，给出吊挂攀直径和横销轴直径与载荷的对应数据。     

BJ-212吉普车少片弹簧设计初探

本文探讨了BJ212吉普车悬架少片钢板弹簧的优化设计,在刚度和强度相同时,其重量比原设计减轻了15～38％。     

普通混凝土扩大强度范围配合比的设计

本文提出了扩大强度范围配合比单位用水量、调整水灰比和砂率等参数的设计原则及方法,进而从理论上推导出以水泥和砂等体积代换设计扩大强度范围配合比的方法。该法不但克服了以往设计扩大强度范围配合比时,由于所选择的调整水灰比、水泥用量具有局限性,可能使混凝土耐久性下降,以及不按水灰比与砂率之间的客观规律确定砂率值,而使基准配合比与扩大强度范围配合比和易性不能同步等弊端。而且此法简单、容易掌握、便于应用、理论性强,使混凝土混合料各组成材料之间更为合理。