钢丝缠绕液压胶管设计优化有限元分析

钢丝缠绕胶管的爆破压力、轴向变形和径向变形与钢丝缠绕角度密切相关,目前的研究和工程实践中主要是基于压力容器薄膜应力理论和经验公式对四层排布角度相同或者相近的软管进行分析和设计。但是由于薄膜理论的假设建立在胶管小变形和材料各向同性的假设条件下,而由于各层钢丝在受力后,会发生耦合作用,工程上已发现四层角度相同的设计,无论在受力,还是轴向位移都不是最佳方案,不能满足优化的目的。因此,本文使用有限元的分析方法,对四层缠绕胶管的排布角度进行独立优化,发现四层钢丝缠绕胶管每层角度的变化对其本层和其他三层的应力分布均有影响,并且有一定的规律性。利用这一规律,可以实现对钢丝缠绕胶管排布角度的优化,使爆破压力和变形都达到符合使用要求的结果。本文分析的结果被证明和工程试验结果有很好的相关性。     

钢丝缠绕液压胶管优化设计有限元分析

采用有限元分析方法,对4层钢丝缠绕胶管的钢丝缠绕角度进行独立优化。结果表明,每层角度变化对各层应力分布均有影响,某层钢丝缠绕角度增大,本层应力随之提高,而其他3层应力随之降低。利用这一规律,可以实现对钢丝缠绕胶管缠绕角度的优化,使爆破压力和变形都达到使用要求。已证明分析结果与工程试验有很好的相关性。     

西橡总厂新型钢丝缠绕胶管通过鉴定

由西北橡胶总厂自主开发、研制的特种钢丝缠绕胶管，于２００３年１月１２日顺利通过陕西省科技厅组织的技术鉴定。该产品是由内胶层、纤维编织层、中胶层、钢丝缠绕层和外胶层组成，其优异的超高压液压传递性可广泛应用于石油勘探、钻井、煤矿、机械等作业。鉴定委员会一致认为：钢丝缠绕胶管胶料配方设计科学合理，缠绕结构采用大配合角度设计技术，使钢丝强度得到充分应用，爆破压力高于传统平衡角度的设计能力；石油钻探胶管各项技术指标达到ISO６８０７—１９８４国际标准要求，钢丝缠绕胶管爆破压力指标超过GB１０５４４—８９标准…     

钢丝缠绕复合气瓶的安全设计及有限元分析

针对钢丝缠绕气瓶的应力与应力分布的优化,利用有限元分析软件ANSYS对钢丝缠绕气瓶进行建模。考虑自紧和不自紧两种情况,对气瓶受力进行对比分析,得出自紧可以使得钢丝缠绕复合气瓶的受力得到明显优化。对不同直径的钢丝所缠绕的气瓶进行计算,分别得出了能保证气瓶安全性的缠绕层数,同时对不同直径下的安全缠绕层数进行质量对比,得出用0.35 mm直径的钢丝缠绕9层以后,在20 MPa的工作压力下不仅能保证直径为342.8 mm的气瓶的安全,而且缠绕层的质量相对较轻。     

钢丝缠绕液压胶管内压下的有限元分析

采用Abaqus非线性有限元分析软件对Φ19mm钢丝缠绕液压胶管受内压过程进行模拟。通过改变内外层钢丝角度,得到一定长度的钢丝缠绕胶管受内压后管体形变及钢丝所受拉力和钢丝层应力分布情况。结果表明:钢丝角度排列一定且内压大于10MPa时,管体形变和钢丝所受拉力随内压增大趋于线性增加;内两层钢丝角度固定时,管体形变及钢丝所受拉力随外两层钢丝角度增大而减小。     

钢丝缠绕胶管结构等行程设计法

通过对钢丝缠绕胶管管体的受力分析,得出管体直径、长度与缠绕角度、钢丝伸长率之间变化关系的数学表达式,以此来研究管体施工参数与爆破参数的关系,进而推导出使管体施工行程与爆破行程相等的施工行程计算公式,提出钢丝缠绕胶管的结构等行程设计方法。采用这种结构设计方法设计制造的胶管,承受内压后管体轴向变形小,爆破压力高,可降低材料消耗,而且设计简单,制造方便。     

解决高压胶管常见质量问题的措施

随着我国国防、煤炭、五油、化工等工业的发展,高压钢丝编织或缠绕胶管（简称高压胶管）的应用领域日益广泛,性能要求相应提高,使得国内许多高压胶管生产厂商在生产工艺、新材料应用上常遇到一些难题,诸如胶料配方、钢丝编织背股或编织（缠绕）紧密性等等,常常困扰着工程技术人员。笔者从事3O多年高压胶管生产,摸索出一些可供选择的解决上述问题的经验。一、钢丝编织胶管高压钢丝编织胶管（简称钢编胶管）系由钢丝编织层、内外胶层和金属接头等的总成,其最重要的一项性能是脉冲次数,通常应达到ZO万次。1．内胶层”①性能要求。内…     

橡胶材料疲劳寿命影响因素及研究方法综述

橡胶制品常在周期性交变应力下使用,橡胶材料的耐疲劳性能决定了橡胶制品的疲劳寿命。从延长橡胶制品的疲劳寿命出发,综述胶料配方、工艺条件和使用环境等对橡胶材料疲劳寿命的影响,总结橡胶材料疲劳寿命的研究方法以及有限元仿真预测橡胶材料疲劳寿命等方面的研究进展,指出橡胶材料传统的疲劳寿命分析方法和耐疲劳性能设计的局限性,这对于提升橡胶材料耐疲劳性能分析与设计及延长疲劳寿命具有指导意义。     

钢丝帘线疲劳性能的影响因素研究

研究钢丝帘线的单丝直径、强度和结构设计对其弯曲疲劳性能的影响。结果表明：相同结构、同等强度等级的钢丝帘线,随着单丝直径的增大,钢丝帘线的破断力提高,但疲劳寿命反而缩短;相同结构、相同单丝直径的钢丝帘线,随着钢丝帘线破断力的增大,疲劳寿命显著延长;单丝直径与单丝根数相同,但结构不同的钢丝帘线,呈线接触1+18结构钢丝帘线的弯曲疲劳性能优于呈点接触1+6+12结构钢丝帘线;钢丝帘线超高强度化且具有良好的耐疲劳性能是轮胎钢丝帘线骨架材料的发展趋势。     

高压钢丝缠绕软管设计与生产工艺

经过科研技术人员的不懈努力,高压钢丝缠绕胶管技术得到飞速发展,从单盘钢丝缠绕到先进的四盘钢丝缠绕,钢丝缠绕胶管也成为软管类产品的主流之一。目前,钢丝缠绕软管以其优异的耐高压高温及脉冲性能广泛应用在工程机械、石油钻探、国防航空航天等尖端科技领域。