酸性油气介质输送管道管材选择优化研究

酸性气田集输系统材质的选择对于气田安全平稳运行具有重要意义,其材质的选择应兼顾安全可靠与经济合理的统一,考虑介质在管道中的流速、流态、相变等因素对材料腐蚀的影响,实现材料选择与供应及施工的结合。从安全性、经济性、可实施性等方面综合考虑,可以考虑采用抗硫碳钢和低合金管材(抗HIC、SSC)配合有效的缓蚀剂加注(防止CO2等的一般电化学腐蚀),来代替昂贵的镍基合金、钛合金等稀有耐蚀合金,在保证安全可靠的同时提高气田开发的经济性。     

基于Abaqus的悬架空气弹簧静态力学特性研究

以某商用车悬架用空气弹簧为研究对象,应用非线性有限元分析软件Abaqus建立了空气弹簧的有限元分析模型,对其垂向静态力学特性进行了计算分析,并与悬架空气弹簧垂向静态力学特性台架试验结果进行对比.结果表明,仿真计算结果与试验结果吻合度较好,证明数值仿真方法可用于悬架空气弹簧设计开发.     

含孔复合材料层合板的结构参数对其屈曲性能的影响

利用ABAQUS软件,建立了含孔复合材料层合板的有限元模型,在层合板四边简支,承受轴向压力载荷作用下,分析讨论了孔径/板宽比、铺层比例、铺层角度、材料性能等结构参数对层合板的线性屈曲的影响。结果表明,孔径/板宽比d/w越大,屈曲载荷越小,当d/w≤0.1时,可认为是小孔洞情况,可近似按无限大层合板处理;90°铺层(与载荷受力方向一致)比例越大,或0°铺层(与载荷受力方向垂直)比例越小,屈曲载荷越大,增加±45°铺层比例,有利于降低层合板各向异性程度;对于斜交对称铺层的层合板,铺层角度对其屈曲载荷影响很大,最大值与最小值相差13.05N;材料主方向结构性能参数差别较大时,屈曲载荷也相差较大,材料的结构性能参数对屈曲承载力具有明显的影响。     

大型风力机叶片腹板根部形状研究

叶片腹板根部形状不同,造成腹板应力分布也不同,特别是对于薄弱部位还可能因为应力叠加引发叶片破坏.本文主要研究不同腹板根部形状对腹板根部危险区域应力分布的影响,并将腹板根部切除形状的比例系数定义为C型结构形状因子F,然后对C型结构形状因子分为三种情况进行讨论,结合有限元分析结果和现场的挂机结果,确定腹板根部的最优形状.     

复合材料-金属机械连接性能研究

对不同类型的连接件进行了试验研究,得到了破坏模式和破坏载荷,使用超声波损伤检测的方法,观察了孔边的挤压破坏情况。基于ABAQUS有限元软件,建立了有限元模型,分析了钉头形式(凸头、埋头),有无补偿垫片和连接形式对机械连接性能的影响。研究表明,使用凸头钉比埋头钉,能使破坏载荷能提高30%左右;使用补偿垫片能够提高连接件的承载能力;使用双钉连接较单钉连接,破坏载荷能提高一倍左右。     

玻璃钢埋地双壁储油罐的有限元分析

玻璃钢埋地双壁储油罐不仅具有寿命长、防腐性能好、自重轻、免维护等优点,还可通过在双壁间夹层装设连续监测系统来监测成品油渗漏,虽然玻璃钢埋地双壁储油罐在国外得到了广泛应用,但国内关于此产品的设计及研究开发工作还很滞后。鉴于此,本文利用ABAQUS/CAE模块和三维设计软件Solid Works建立了缠绕成型玻璃钢埋地双壁储油罐的有限元模型,按照UL1316标准对罐体施加荷载,并对强度进行了计算与分析,旨在分析缠绕成型埋地玻璃钢双壁储油罐在加油站建设应用中的可靠性和适用性。     

扭曲椭圆管换热器的数值模拟及场协同分析

为了分析换热管几何参数对扭曲椭圆管换热器管程和壳程的传热与压降性能以及场协同关系的影响,今运用Fluent 6.3.26对不同几何参数的扭曲椭圆管换热器的管内和管外对流传热进行了数值模拟,并编写UDF程序计算温度场与速度场的夹角,即场协同角。结果表明:Realizable k-ε模型相对更好地模拟出扭曲椭圆管换热器管内和管外的流场和温度场,努赛尔数Nu以及摩擦系数f与实验结果的差别都在5%以内。在扭曲椭圆管换热器的管程和壳程,Nu和f都随着扭曲椭圆管长短轴比的增大而增大,随着扭矩的减小而增大。基于场协同理论分析,协同角随Re的变化不大,但不同几何参数的扭曲椭圆管管内和管外的协同角都存在差异,二次流的出现优化了速度场以及温度场分布,减小了速度场以及温度梯度场之间的夹角,实现强化传热。     

高压脉冲电场中乳化油最佳破乳电场参数

合理的电场参数是确保高压脉冲电场实现乳化油液高效破乳脱水的重要前提,目前关于电场参数的理论研究鲜有报道。通过建立乳化油液滴在高压脉冲电场中的振动动力学模型,研究液滴振动幅频特性,得到液滴共振频率及共振振幅。在此基础上,根据乳化油系统物性参数,结合液滴最大稳态拉伸变形条件,利用作图法可计算出乳化油最佳破乳电场频率与电场强度的值。实验结果表明,计算得到的最佳破乳电场参数能够实现乳化液滴高效结聚。因此,利用非线性振动动力学确定的乳化油最佳破乳电场参数是合理可靠的。     

玻璃钢加筋管环刚度的有限元优化设计

玻璃钢加筋管是一种性能比较优良的管道结构,但其结构较一般光面管复杂,目前还没有很好的设计方法。通过分析环刚度的概念确定了玻璃钢加筋管环刚度的有限元计算方法,然后以优化设计理论和方法为基础,对有限元中的优化设计方法进行分析,研究应用有限元分析软件ANSYS对玻璃钢加筋管环刚度进行计算及优化设计的方法。首先由内压确定最小管壁厚度,然后在满足管道环刚度设计要求的条件下,通过对加筋间距、加筋环截面的高度两个变量进行优化设计,使玻璃钢加筋管结构重量最轻,以达到在满足安全性要求的前提下成本最少的目的,对玻璃钢加筋管的设计及其应用具有一定指导意义。     

环氧树脂基预浸料热固化特征温度和固化度研究

基于固化动力学理论和有限元分析方法,建立了树脂基预浸料热固化过程中温度场研究的数学模型,数值模拟了预浸料固化过程的温度和固化度变化特征,将数值计算结果与已有文献实验结果对比,验证了计算模型和计算方法的正确性.研究了升温速率、玻璃纤维等因素对环氧树脂体系固化反应特征温度以及固化时间的影响.结果表明,升温速率增加,固化反应放热峰Tp向高温方向移动,同时固化起始温度Ti和固化终止温度Tf也相应地向高温移动,固化过程中材料内温度梯度增大,内部热应力增大.但提高升温速率可缩短固化完成所需时间.玻璃纤维的加入使树脂基预浸料各项固化反应特征温度降低,达到固化起始温度的时间延长,但对完成固化时间的影响可忽略.