低温地热源有机朗肯循环系统匹配向心透平数值分析及优化

为了更好的利用低品位热能,研发了与低温地热源有机朗肯循环匹配的向心透平的两种叶轮结构形式:90°进气和后掠式进气,并对其进行了数值模拟。结果表明,在相同进口压力温度条件、相同出口压力条件及相同流量条件下,相对于90°进气向心透平,后掠式进气向心透平具有更高的效率。为了进一步提高两台向心透平的效率,通过均匀试验的手段对两台向心透平的叶轮进行了优化并采用单向流固耦合方法对优化叶轮叶片进行了强度的校核。结果表明,90°进气向心透平和后掠式向心透平最后获得最大等熵效率分别是86.9%和87.9%,较原型分别提高1.9%和1.4%。优化后叶轮内流动得到改善,叶轮做功能力增强。强度校核结果表明优化后的叶轮叶片最大变形量均小于设计叶顶间隙,最大等效应力远小于材料屈服强度,叶轮满足安全运行要求。     

盐化工风机叶轮早期腐蚀失效的分析与预防

在显微组织和裂纹形貌观察的基础上,分析了盐化工风机叶轮早期腐蚀开裂失效的原因,并提出了预防措施。结果表明:叶轮失效是由在Cl~-作用下的应力腐蚀开裂造成的;在叶轮本体上焊接扰流板后,焊接热循环使靠近熔合线的叶轮本体组织发生了显著变化,二次相的析出导致叶轮本体耐蚀性的降低,进而在工作应力和焊接残余应力联合作用下发生应力腐蚀开裂;叶轮本体上工作应力非均匀分布,越靠近叶轮心部,工作应力越大,越容易引发应力腐蚀开裂;提出了去除靠近叶轮心部4个扰流板的预防措施,经生产验证,此措施可预防叶轮的早期应力腐蚀开裂。     

离心压缩机三元叶轮形状优化设计

在三维参数化建模的基础上,对某离心三元叶轮进口叶片的前缘进行了形状优化设计,在叶轮质量和变形满足要求的条件下,得到了叶轮进口叶片前缘的最优结构尺寸参数.降低了叶轮最大应力并改善了应力分布状态,为离心压缩机三元叶轮设计提供了重要的依据.     

离心叶轮的应力数值分析与结构优化

利用ANSYS软件平台进行离心叶轮应力分析，分别对叶轮进行整体以及无叶片轮盘的分体建模，计算叶轮在转动中叶轮应力分布和叶轮形状的对应关系。通过改变叶轮的结构参数有效降低了叶轮的最大应力，为叶轮的结构设计提供了重要工程参考。     

大型浮选机叶轮的焊接结构设计研究及工艺制作

采用理论结合实际的方法,验证叶轮铸改钢后叶片焊接结构设计的合理性。叶片采用蒙板、支撑筋及加强腹板的结构设计比采用蒙板及支撑筋的组合结构设计的刚性和稳定性要优,叶片的根部复合应力减小了199.2 MPa,变形量减小了4.52 mm。合理的焊接工艺有效地保证了叶片的焊接角度,降低了叶片根部应力分布,提高了蒙板抗变形能力,减少了蒙板在工作过程中的震动,保证了叶轮技术参数要求。     

核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力分布

采用自行搭建的管道内壁残余应力测试平台,通过切割法测得核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力,结合有限元模拟,研究了传热管内壁焊接残余应力的分布规律。结果表明:试验测得传热管/管板接头中传热管内壁近焊缝处的轴向和周向残余应力均为拉应力,随着距焊缝中心线距离的增加,残余拉应力减小并变为压应力,在距离焊缝中心线12mm处,残余压应力最大,在距离焊缝中心线21mm处残余应力减小至焊前初始应力;传热管内壁焊接残余应力分布的模拟结果和试验结果基本吻合,该有限元模型可以准确模拟核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁焊接残余应力的分布规律。     

大型离心鼓风机叶轮强度分析与结构改进

对某大型离心鼓风机叶轮结构强度在改进前后进行了有限元分析.结果表明:通过优化叶轮叶片在轮盘上的倾斜角度,大幅降低了叶轮内的最大变形量和最大离心应力,满足了叶轮材料刚度和强度要求,使叶轮安全性得到了提高.     

电瓷瓷套经三种方法机加工后的残余应力变化

通过X射线衍射仪分析了一种高强度电瓷瓷套分别经金刚石锯片切割、金刚石砂轮磨削和油石抛光三种不同方法机加工后的残余应力。结果表明:机加工后电瓷瓷套表面残余应力相对较小,且均为拉应力;磨削过程产生的残余应力最大,而抛光可以有效降低电瓷瓷套表面残余应力;由于电瓷瓷套表面因为机加工产生的残余应力值往往达到其断裂强度的30%～50%,所以常会导致电瓷瓷套表面出现裂纹、崩边或豁口。     

焊接结构床身的应力与变形的测试研究

采用盲孔法和数字水平仪分别测试了焊接床身的焊后初始残余应力和变形,以及振动时效、热时效、抛丸处理后的应力和加工后的变形。结果表明:焊接床身的初始残余应力可高达300.6 MPa,导轨变形量最大为2 882.07μm,有明显的变形;采用复合时效处理后的两件焊接床身的最大拉应力分别降低至43.8 MPa和12.1 MPa,均低于50 MPa;加工后导轨的最大直线度降低至26.7μm和23.6μm,明显减小。     

基于数值计算的切割焊接连续加工残余应力演变过程

热切割与焊接在船舶制造中以先后顺序连续作用于构件,形成复杂的工艺耦合残余应力场,给掌握船体结构残余应力分布带来困难.为此,以典型的平板结构切割成形后对接焊工艺过程为对象,基于热弹塑性有限元法,建立该过程的数值计算模型,分析切、焊耦合残余应力的分布规律与演变过程.结果表明,在切焊连续加工中,沿焊缝边缘存在超过材料屈服点的拉应力区,其宽度大于单独进行切割或焊接工艺时的情况;距焊缝较远位置的应力不仅受其温度升降影响,还要平衡热源周围的压应力,因此率先呈现出渐增的拉应力;初始切割残余应力对最终耦合残余应力的影响取决于温度变化梯度的大小.     

振动时效消除床身铸件残余应力

介绍了用振动时效工艺消除床身铸件残余应力的方法并获得了明显的效果。     

强化应力及预强化处理对平板焊接残余应力的影响

根据06Cr19Ni10奥氏体不锈钢材料的室温拉伸试验结果,采用ANSYS有限元软件对不同屈服强度下平板焊接过程及焊后强化过程进行了数值模拟分析。结果表明,焊后强化并不能完全消除焊接残余应力,但可以显著改善焊接残余应力的分布;对不同强化工艺下平板的焊接残余应力进行比较,指出对材料进行预强化处理更有利于改善焊接残余应力。模拟分析结果可为应变强化工艺参数筛选提供一定的参考。     

喷射成形沉积坯热应力及残余应力分析

利用有限元技术计算了沉积坯在生长形成过程及形成后的温度场,利用该温度场计算了沉积坯的瞬时热应力场和残余应力场,计算结果表明沉积坯在沉积的初始阶段冷却速度较大,沉积坯底部的残余应力和瞬时热应力最大。     

缸套压装中压头的设计

介绍了一种缸套压装设备的结构特点和工作原理，采用气缸自动上料，一次可同时压装4个缸套。确保了缸套与缸孔的同轴度。     

机械应力消除法对焊接残余应力的影响

大直径全焊接阀体球阀制造的最后一道工序是焊接,由于采用橡胶圈密封,为防止密封圈的损坏,导致密封性能降低,焊后不能采用焊后热处理消除焊接残余应力。为了控制阀体焊接残余应力,选择机械应力消除法,建立阀体机械应力消除法的加载压力与时间的关系曲线,采用有限元分析和试验相结合的方法,研究机械应力消除法对焊接残余应力的影响。机械应力消除法前后采用盲孔法测量阀体外表面的残余应力。结果表明,采用二维轴对称有限元法可以模拟机械应力消除法过程,机械应力消除法可以降低阀体外表面轴向应力和环向应力的峰值,使残余应力分布更加均匀,可以作为焊后热处理的替代工艺。     

弹性有限元应力线性化及迭加原理

介绍了弹性实体有限元应力线性化处理方法,并在此基础上举例说明应力分量迭加原理。     

频谱谐波时效消除焊接结构件应力的工艺研究

对频谱谐波时效工艺代替热时效工艺降低、均化工件残余应力,保证焊接结构件生产过程中尺寸的精度和应用中可靠性进行论证、试验,阐述了频谱谐波时效的定义及作用,给出判定振动消除应力效果有效原则。     

磁场处理降低残余应力过程中应力应变的测量

在前期研究强脉冲磁场处理与低频交变磁场处理降低残余应力，并取得显著效果的基础上，进一步在磁场处理低碳钢制作的试样（包括单向拉伸试样和无应力试样）时，对应力应变过程进行测量。结果表明，单向拉伸试样经过低频交变磁场处理后，材料内部残余应力在下降的趋势，而且处理过程中具有磁振动现象。无应力试样与单向拉伸试验在磁场中，随场强的增加，试样中的应变逐渐由正值变为负值。克应力试验在不同频率的交变磁场中的应变各不     

高残余应力下2507双相不锈钢应力腐蚀开裂行为

应用宏观、无损、金相、α相测定、断口、能谱等试验方法,对高残余应力下2507双相不锈钢Cl-应力腐蚀裂纹特征、路径、成因等进行分析。结果表明,双相不锈钢构件只有在特定的条件下(较低的应力水平、较低的温度、含有Cl-的中性溶液中),其突出的抗Cl-应力腐蚀开裂性能才能充分显现。上述条件有一个被突破,特别是高应力下(如厚件大面积堆焊所产生的大范围、高峰值残余应力),即使像2507这样的超级双相不锈钢,其抗应力腐蚀开裂的能力也将严重降低。该项工作对双相不锈钢的应用和结构制造具有一定参考价值。     

超声应力检测中应力常数的标定试验研究

利用应力常数标定系统对待标定试样施加载荷,测定两接收探头由于载荷变化引起的声时差变化,从而确定出材料的应力常数.对标定结果分析后表明,该标定系统操作方便,能快速得到被标定材料的应力常数,标定结果满足工程现场检测要求,可用于超声应力常数标定.