Thermoelastic analysis of laminated composite and sandwich shells considering the effects of transverse shear and normal deformations

Abstract

In the present study, thermoelastic analysis of laminated composite and sandwich shells (cylindrical/spherical) is presented using fifth-order shear and normal deformation theory. The significant characteristic of the present theory is that it includes the effects of both transverse shear and normal deformations. The mathematical formulation uses the principle of virtual work to derive the variationally consistent governing equations and traction free boundary conditions. To obtain the static solution, these governing equations are solved by employing Navier’s solution technique. The shell is subjected to a mechanical/thermal load sinusoidally distributed over the top surface of the shell. The thermal load linearly varies across the thickness of the shell. The present results are compared with other higher-order models and 3D elasticity solution wherever possible. Thermal stresses presented in this study will act as a benchmark for the future work.     

YC12VC型高速柴油机发火顺序的分析研究

基于AVL-EXCITE软件搭建了YC12VC发电用高速柴油机轴系动力学模型,其模拟值与试验值吻合性较好,验证了该模型可以较好地模拟不同工况条件下轴系的运动情况。基于平衡性和均匀发火等原则,设计了8种不同的发火顺序,并针对轴承受力、轴承润滑、轴系扭振和转速不均匀性开展影响规律研究。结果表明:通过发火顺序的优化,在保证最大主轴承负荷和最小油膜厚度满足设计要求的前提下,标定工况下的曲轴扭振总振幅从0.465°降低到0.259°,转速不均匀系数从0.018降低到0.009。     

控锻控冷工艺对GCr15轴承钢力学性能的影响

探究不同控锻控冷热处理工艺对GCr15钢力学性能的影响,测试了它的回火稳定性、冲击性能、滚动接触疲劳寿命。结果表明,采用控锻控冷工艺可提高试样的抗回火稳定性,冲击性能提高50%以上,接触疲劳寿命提高40%以上。     

精密磨床转台静压轴承的强健化设计

针对精密磨床转台静压轴承性能仿真数据与其回转精度实测数据不一致的问题，为提高转台静压轴承的设计水平，提出了静压轴承的强健化设计方法。该方法考虑了轴承结构参数在轴承全生命周期内的变化，分析了半径间隙、油腔尺寸、节流比及润滑油黏度在设计、加工、装配和服役4个阶段的变化规律，重点研究了半径间隙在各阶段对轴承性能造成的影响，给出了转台静压轴承的强健化设计流程。通过一个径向轴承的设计实例对该强健化设计方法进行了说明，并将设计结果与传统设计进行了对比。对比的指标是轴承在4个阶段的刚度、承载力和温升，这3个指标对轴承回转精度有直接影响。研究表明：进行强健化设计后，在生命周期内静压轴承的刚度和承载力的变化量为10%~27%，温度的变化量为0.5%~1.6%，较传统设计更能保证转台回转精度的稳定。     

GCr15轴承钢成品套圈热处理后点线状缺陷原因分析

在热处理后的GCr15成品轴承套圈表面发现疑似裂纹的点线状缺陷。通过无损检测、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段对缺陷进行分析,发现缺陷处存在较大尺寸的氧化铝和硅酸盐复合夹杂物。通过采取“高拉碳”、“白渣操作”、“软吹”“保护浇铸”等措施后,钢水纯净度得到进一步提高,避免了点线状缺陷的再次发生。     

改进ILoG算子的故障检测方法

针对强背景噪声干扰下轮对轴承故障特征微弱、难以准确检测的问题,提出了一种自适应改进高斯拉普拉斯(improved Laplacian of Gaussian,简称ILoG)算子的微弱故障检测方法。ILoG算子滤波器具有优良的信号突变特征检测能力,将其用于轮对轴承故障信号的冲击特征检测,同时利用水循环算法(water cycle algorithm,简称WCA)的寻优特性,并行搜寻筛选最佳的ILoG算子影响参数,通过对参数优化后ILoG算子滤波后信号做进一步包络解调分析,提取出轮对轴承微弱的故障特征信息。对实际轮对轴承外圈和内圈故障信号分析的结果表明,该方法可以有效检测出轴承微弱故障特征频率,故障检测效果优于小波阈值和多尺度形态学差值滤波方法。     

二甲醚球形扩散火焰的熄火机理研究

采用改进的PREMIX模型及"化学爆炸模式分析(CEMA)"方法,对二甲醚(DME)球形扩散火焰的熄火机理进行数值诊断,分析环境氧气摩尔分数(X_(O_2))及详细基元反应对熄火极限的影响,利用"爆炸因子"和"分岔因子"的概念,确定控制DME球形扩散火焰熄火的关键反应动力学因素。结果表明:DME冷焰具有比热焰更宽的可燃范围;冷焰对X_(O_2)的敏感性弱很多,热焰中具有正特征值的CEM首次出现在最高温度处;在熄火极限附近,CEM的特征值变为虚数,说明熄火伴随着振荡;热焰的熄火主要由小分子所参与的高温反应所控制,而冷焰熄火主要由大分子所参与的低温反应所控制。     

深圳抽水蓄能电厂球阀动水关闭试验研究

为验证深圳抽水蓄能电厂球阀具备动水关闭能力且不会产生有害振动进行了球阀动水关闭试验,获得不同负荷下球阀动水关闭实测各项动应力值及振动位移值。试验数据表明深蓄电厂球阀在不关闭导叶情况下能可靠关闭阻断上游来水,验证了在100%负荷动水关闭球阀最不利工况下,球阀混凝土支墩结构强度满足设计要求,球阀体系的振动位移是安全的,且对设备未产生有害变形及损坏。     

高温泵轴承失效分析及润滑可靠性监测系统的应用

某重油催化装置油浆泵采用集中油雾润滑方式,油液监测发现轴承润滑油中的金属元素含量高,并且呈急剧增加的趋势,拆机检查发现油浆泵轴承出现了严重磨损。分析该油浆泵轴承磨损原因,提出了采用稀油润滑和油雾润滑组合方式来改善轴承润滑。同时,采用了大型炼化企业机泵群油液监测平台对关键动设备进行状态监测,有效保证了设备长周期安全运行。     

强化研磨加工中喷射角度对GCr15轴承钢板塑性变形的影响

利用ABAQUS有限元仿真软件研究不同喷射角度强化研磨加工GCr15轴承钢板过程的塑性变形,得到不同喷射角度与等效塑性应变沿真实路径距离的关系,并通过拉伸试验进行验证。喷射角度为90°的强化研磨加工伸长率为1.4%,相比未经过强化研磨加工的伸长率数值缩减了2.0%。断口收缩率由空白组的4.9%降低到喷射角为90°的2.2%。结合仿真和试验可知,强化研磨加工中喷射角度越大,塑性变形能力越低,材料加工越难。