板坯连铸结晶器钢液行为的水模拟试验

以某钢厂250mm×2 100mm断面板坯连铸结晶器为研究对象,采用水力模拟的方法研究了拉速在0.88m/min条件下不同水口结构参数对钢液行为的影响。研究表明:1号水口(原方案)在浸入深度为57mm时,液面波峰谷差值达到3.67mm,卷渣严重,冲击深度为205mm;优化设计的5号水口在浸入深度为57mm时,液面波峰谷差值减小为2.74mm,卷渣现象基本消失,冲击深度为177mm。确定5号水口为最优水口结构参数,浸入深度以57~67mm为宜。     

J55膨胀套管抗挤毁强度的计算与模拟

研究了J55膨胀管的壁厚误差、椭圆度、残余应力对其抗挤强度的影响。并利用ANSYS有限元对J55膨胀管实际抗挤毁过程进行了仿真模拟,结果表明:壁厚的减小降低抗挤强度,壁厚的增加提高抗挤强度。随着椭圆度的增加,套管抗挤强度不断地减小。轴向残余拉应力使套管的抗挤强度明显降低,径向残余应力对套管抗挤强度的影响基本上呈线性规律。通过理论计算结果和模拟结果的比较,验证了模拟的合理性。     

数控车床加工特殊螺纹接头产生颤纹的原因及对策

颤纹是特殊螺纹接头生产加工过程中普遍存在的现象,不仅影响特殊螺纹接头的表面质量,而且会导致特殊螺纹接头的各项性能恶化。本文从车床、刀具的刚性,试样的装夹情况,刀具的设计安装,加工工艺参数及加工方式的选择等几个方面对特殊螺纹接头加工过程中颤纹的产生原因进行了深入分析,并提出了相应的对策,为特殊螺纹接头的生产质量控制提供了一定参考。     

拉伸载荷下承载面角度对特殊螺纹接头连接强度影响的有限元分析

利用有限单元法对拉伸条件下,承载面角度分别为30°,10°,3°,0°和－3°时P110钢139.7 mm×9.17 mm特殊螺纹接头的连接强度进行了数值模拟。模拟结果显示,当承载面角度为30°时,随着拉伸载荷的增大,接头失效形式表现为滑脱;承载面角度分别为10°,3°,0°和－3°时,随拉伸载荷的增大,接头失效形式表现为螺纹断裂。研究结果表明,在拉伸载荷下,当螺纹承载面角度越大时,接头滑脱趋势越明显;当螺纹承载面角度越小时,则接头断裂趋势越明显。     

油气管道流固耦合振动特性数值分析

油气管道服役时由于内部输送油气会产生压力,使其运行的动态环境发生质变,导致管体结构与内部流体产生耦合等一系列问题。为了减小这些问题有可能对整个管道系统造成的重大危害,以某型油气管道为研究对象,建立了管道流固耦合系统的有限元分析模型,分别对管道的结构、内腔流场及其流固耦合系统的模态进行研究;针对其所处的特殊动态环境,考虑流固耦合效应,进行仿真分析,考察管道耦合系统的整体服役特点。计算结果表明,管道结构的在其低阶模态处表现了较为整体的振型,而在较高的频段内则显示出了大量的局部模态;管道内腔流场的模态振型呈对称分布,耦合系统模态的大部分振型与管体结构较为类似。     

锥度设计对套管特殊螺纹接头密封性能影响

为进一步研究锥度设计对套管特殊螺纹接头密封性能的影响,利用ABAQUS有限元分析软件对不同锥度设计的套管特殊螺纹接头进行了上扣、拉伸、压缩条件下密封接触压力及接触长度的数值模拟。结果表明:内螺纹收尾处平切处理可有效提高密封面的接触压力和接触长度,扩大螺纹锥度的取值范围,但会减少全顶螺纹数量,平切深度越大,全顶螺纹数量越少,设计平切深度值时应全面考虑,避免影响接头连接强度;设计退刀槽可增加密封面接触压力和长度,但需注意其结构设计,避免造成配合螺纹的划伤或粘扣。     

BSG-110TT高抗挤套管的开发

采用"高频电阻焊+热张力减径+全管热处理+高温矫直"工艺开发了BSG-110TT高抗挤套管,对比分析了不同工艺阶段套管的组织及性能变化规律;对开发的高抗挤套管进行了机械性能测试,并与无缝高抗挤套管进行了对比。结果表明,BSG-110TT高抗挤套管在几何尺寸精度、残余应力、抗外压挤毁性能方面具有较大的优势,且采用上述工艺,较好地解决了焊缝冲击韧性低及抗腐蚀性能差的问题。     

聚变堆偏滤器拓扑优化设计与稳态热分析

为了提高聚变堆偏滤器的冷却能力，以满足其高温服役性能需求，基于一体化增材制造技术，以换热量最大为设计目标，采用变密度法对偏滤器中的W/Cu模块进行拓扑优化设计和模型重构，并采用大型商用仿真软件对拓扑优化后的W/Cu模块进行有限元数值模拟及温度场、应力场计算。结果表明，在10 MW/m2稳态热流密度条件下，拓扑优化后W/Cu模块的最高温度降低了108.5℃，仅为512.3℃；W/Cu模块界面处的最大热应力下降了264.2 MPa，仅为486.5 MPa，说明应力分布得到明显改善；W/Cu模块的总变形和弹性应变均大幅减小。该拓扑优化结构的应用可大大提升聚变堆偏滤器实现低成本、高效率、高可靠性的一体化增材制造的可行性。