基于时程分析法的全焊接球阀抗震特性分析

为研究全焊接球阀的抗震特性,本文以地震动规范反应谱为基础,从PEER地震动数据库选取天然地震波作为课题抗震性能分析研究的载荷,应用时程分析法和瞬态动力学分析计算方法,对球阀安装结构的应力及其变化规律进行了分析计算,并将计算结果与反应谱法计算结果进行对比,结果按照JB-4732《钢制压力容器—分析设计标准》要求进行评价。结果表明:全焊接球阀满足抗震性能设计要求,所采用的工程结构抗震性能瞬态动力学分析研究方法能够应用于全焊接球阀管线系统抗震分析,为今后天然气管道设备及构件的抗震性能分析研究提供了一种可参考借鉴的手段。     

含腐蚀缺陷弯管的极限载荷分析

应用有限元分析软件ANSYS对含腐蚀缺陷弯管在内压载荷作用下进行有限元分析。分析中考虑了材料非线性和几何非线性的影响,并根据Binfu失效准则,计算分析出弯管不同缺陷尺寸对弯管极限载荷的影响、弯管缺陷处的应力分布状态以及缺陷处随内压改变而变化的应力应变图。根据腐蚀区的应力应变图,对模型的塑性极限载荷压力进行预测,得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律。     

电沉积镍涂层的冲压成形极限右边分析与预测

基于材料实际应力应变曲线,运用多项式拟合法计算了涂层薄板的成形极限。对冲压过程中涂层薄板的等效应力和等效应变进行了推导,通过求解Swift分散颈缩失稳条件的非线性方程得到了冲压成形极限的第一主应变,获得了涂层薄板的成形极限右边曲线。计算发现,涂层厚度、基体厚向异性指数对涂层薄板的成形极限有显著影响,镍涂层的成形性能低于钢基体的成形性能,并且基于实际应力应变曲线的涂层薄板的成形极限低于传统方法计算的成形极限。     

管线球阀外载荷作用下阀体强度的分析与研究

介绍了管线球阀在安装到管线系统中后承受外载荷的类别、施加方式、大小确定方法以及阀体结构强度的安全评定方法,并对管线球阀模型进行有限元数值分析,然后建立弯曲载荷模拟试验测试平台,测试管线球阀在弯曲载荷作用下阀体的实际应力状态和阀门的功能,验证有限元数值分析的正确性。该研究成果为管线球阀的结构强度设计提供了重要指导性意见。     

新型绕管式多相流冷却器管板及封头组件结构应力特性研究

针对典型新型绕管式多相流冷却器管板及封头组件在使用工况条件下,采用极限载荷与有限元结构应力应变分析计算方法,对其结构应力应变进行分析计算,并依据JB 4732等压力容器设计制造标准规范,对其结构设计安全性和合理性进行评价,为企业完善设计规范、提高产品的设计质量和设计效率、降低设计生产制造成本打下了良好基础。     

含内局部减薄缺陷高温弯管蠕变极限载荷及其安全评定

根据P91材料高温等时应力应变本构关系,对高温含内局部减薄缺陷弯管的蠕变极限载荷进行了研究。研究表明,高温蠕变极限载荷在蠕变初期急剧下降,之后下降趋缓,该现象反映了高温下材料蠕变劣化过程。不同应变准则下蠕变极限载荷变化规律一致。根据有限元计算结果,提出了与蠕变时间无关的蠕变极限载荷计算方法,得到了含内局部减薄缺陷高温弯管的安全评定方法。     

焊有45°斜接管筒体结构的极限载荷分析

对应力分类法的局限及极限载荷分析法的优点进行了分析讨论,并采用数值有限元分析的方法对实际案例进行了极限载荷分析,详细介绍了计算过程及结果,通过比较极限载荷分析法与应力分类法计算出的筒体和接管厚度的差异,说明了极限载荷分析法的优势。     

管线球阀外载荷作用下阀体强度的分析与研究

介绍了管线球阀安装到管线系统中承受外载荷的类别、大小和施加方式,以及阀体结构强度的安全评定方法,建立了管线球阀有限元数值分析模型和弯曲载荷模拟试验测试平台,测试了管线球阀在弯曲载荷作用下阀体的实际应力状态和阀门的功能,验证了有限元数值分析的正确性。     

S30408碟形封头应变强化特性及极限载荷分析

利用磁性测量仪FMP30测量不同塑性应变量下S30408板状拉伸试件形变马氏体体积分数,确定形变马氏体体积分数与塑性应变的关系.测量某低温液体半挂车罐体内容器碟形封头上各区域的形变马氏体体积分数,并对马氏体体积分数沿经向的分布规律进行简化,据此推算封头各部位加工历史造成的塑性应变.根据封头各部位的塑性应变确定考虑加工历史时各部位材料的应力应变曲线,并通过非线性有限元计算确定结构的极限承载能力.与不考虑加工历史仅考虑真应力应变关系以及不考虑材料强化仅按弹性理想塑性材料计算的结果相比,得到以下结论:对于S30408碟形封头,考虑材料应变强化特征计算得到的垮塌载荷与极限载荷均明显高于按弹性理想塑性模型计算的结果.加工历史造成的应变强化对结构的垮塌载荷影响不大,但对按双切线法确定的极限载荷影响较大,可较明显地提高结构的极限载荷.     

基于裂纹萌生期限的典型零件剩余寿命预测

将有限元分析方法与疲劳寿命预测相结合,以曲轴为对象,对循环载荷导致的疲劳断裂进行了研究。以实际裂纹检测精度定义的疲劳裂纹萌生极限尺寸为计算标准,通过ABAQUS有限元分析计算整体应力应变,采用子结构分析由名义载荷得出的局部最大名义应力载荷谱,结合Ohij疲劳寿命法则准确计算出裂纹萌生期限,实现了基于裂纹萌生的剩余寿命预测。     

板翅式换热器封头许用接管外载荷计算方法及应用

分析了板翅式换热器封头接管外载荷产生的原因和进行许用接管载荷计算的必要性。通过对组合极限接管载荷分量相互关系的分析,提出了接管载荷强度验算简化公式和以壳结构有限元应力分析为基础的许用接管载荷计算方法。以某封头为例,分析了接管载荷对封头强度的影响规律,给出了许用接管载荷计算过程和结果。通过对许用接管载荷计算方法及算例的分析表明,提出的方法是可行的,可有效解决封头接管载荷强度设计问题。     

优化设计前后波纹管位移补偿能力的有限元分析

在不同工况下对波纹管进行应力应变分析是评估其对各种工况承受能力的基础和重要组成部分,非线性限元计算能够有效地解决传统的解析法无法计算的波纹管弹塑性大变形范围内的载荷—应力响应问题。对波纹管进行结构优化设计,利用ANSYS有限元软件分析优化设计前后波纹管达到轴向极限位移时的应力和位移,结果表明,在相同条件下,优化前后的波纹管达到轴向极限位移时的应力均未超过抗拉强度,而优化后波纹管的轴向极限位移比优化前的大3mm左右,说明优化设计后的波纹管具有更好的位移补偿能力,从而能够节约成本。     

含空位缺陷的碳纳米锥拉伸力学特性研究

结合AIREBO势能函数,采用分子动力学方法,对含空位缺陷的碳纳米锥作了拉伸模拟试验,获得了其拉伸过程中的构型演变以及载荷-应变关系曲线、载荷极限和应变极限等力学特性。结果表明,当缺陷中心与锥顶的距离小到某一临界值时,与无缺陷时相比,载荷极限和应变极限都明显减少,然而缺陷中心与锥顶的距离进一步减少时,载荷极限和应变极限却下降很少;如果缺陷中心与锥顶的距离维持在临界值并且缺陷的数目增加,载荷极限和应变极限的变化也很小;缺陷的长度增加时,载荷极限和应变极限都有所下降,但不如缺陷中心到锥顶间距离变化对载荷极限和应变极限的影响大。     

基于有限元法水平轴风力发电机塔架的静态分析

利用有限元方法并借助于有限元分析计算软件对塔架进行静强度分析,精确地计算出在极限载荷情况下塔架的应力应变及位移状况,并且验证了塔架同时满足强度和刚度要求,为风力机塔架的结构动态设计提供有效的理论依据。     

基于Pro-E和ANSYS的超低温球阀数值模拟分析

对使用环境温度为-196℃、工作压力6.4 MPa的超低温球阀进行结构设计及数据计算,利用Pro-E软件对DN=150 mm球阀3D建模,通过ANSYS分析软件对其进行Steady-State Thermal、Statics-Structural分析,结果得出填料函底部温度,最大等效应力、应变,均符合要求,球阀结构设计合理,为实际生产制造提供理论支持。     

管材矫直机减速器箱体性能评价的研究

矫直机减速器是应用于金属型材、棒材、管材和线材等矫直设备中的关键部件之一,工作过程中需承受较大的冲击载荷和过载,故其性能的好坏直接影响整个矫直设备的可靠性。针对某款管材矫直机用减速器工况复杂恶劣的特点,采用有限元法对矫直机减速器箱体进行强度计算和固有特性分析,通过计算箱体的应力应变及固有频率,研究主机及传动系统对减速器箱体的影响,从而对箱体进行性能评价,保证箱体的可靠性和齿轮箱系统运行的平稳性,最后通过实践应用验证了评判方法的正确性。     

FBG式隔水管应变传感器的力学响应特性分析

针对深海隔水管应力监测所设计的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器系统,采用基于有限元方法的软件对传感器在不同载荷模式下的力学响应特性进行了分析,得到了该传感器的应变传递系数。并以仿真结果为依据,对隔水管所受最大应力和弯矩的公式进行了修正。为了获得合适的传感器应变传递系数,通过改变相应参数建立计算了不同的仿真模型,由此分析了弹性元件和固定钢管的弹性模量、长度和外径对它的影响。结果表明:弹性元件长度为调节传感器应变传递系数的最佳参数。     

板料成形极限应力图研究

基于塑性应力应变关系,推导出极限应力与极限应变相互转换关系,针对分散性失稳、凹槽失稳和平面应变漂移失稳等准则,进行了双线性应变路径、曲线应变路径和复合应变路径下成形极限应力图的理论计算。结果表明,成形极限应力图不受应变路径影响,对于同一失稳准则,在不同加载应变路径下几乎为同一条曲线。因此,成形极限应力图作为复杂加载路径的成形极限判据更加方便和实用。     

基于应变强化特性的不锈钢筒体极限载荷分析及其轻量化设计

将S30408不锈钢的真应力—应变曲线简化为双线性各向同性强化模型,对不锈钢圆筒进行弹塑性分析,得出考虑应变强化特性的圆筒全屈服压力。与采用多线性各向同性强化模型进行非线性有限元计算得到筒体的极限载荷进行比较,两者结果吻合。给出考虑材料应变强化特性的筒体径比计算公式及算图,只要确定了材料的双线性各向同性强化模型参数,即可计算出筒体的径比并确定筒体的厚度。与常规设计法相比,筒体壁厚可减轻28.6%。     

含缺陷自增强厚壁圆筒塑性极限载荷分析

基于有限元理论,建立内壁含椭球形凹坑的厚壁圆筒有限元模型,模拟厚壁圆筒自增强过程的应力应变。采用三种不同的方法计算含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒的结构极限载荷,给出不同尺寸缺陷对极限载荷的影响规律。通过对比自增强与非增强条件下的极限载荷,表明自增强技术不能有效提高厚壁圆筒的极限承载能力,但在结构极限载荷下,含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒存在一个缺陷尺寸相对不敏感区,对提高结构的安全性是有利的。