基于管端轴向位移驱动方式的叉形管接件液压成形过程分析

针对叉形(T形类)零件,利用管件内腔体积在成形过程中不断减小的特点,开发了一种管端轴向位移驱动式管液压成形技术.有限元模拟和实验结果表明,使用该方法制造叉形管接件,对设备要求不高,加载路径简单且容易选择,可以大大简化管液压成形设备和生产过程,从而有效地降低成本.     

基于管端轴向位移驱动的T型管液压成形

管液压成形(THF)过程非常复杂,它往往要求管内压力施加和管端轴向位移准确配合以成形出高品质的零件,为此需要配有管端轴向进给控制系统和昂贵的超高压泵给系统。本文针对T类型管件,提出一种更简单的技术:管端轴向位移驱动式管液压成形技术。模拟和试验结果显示,这种方法加载路径容易选择且过程简单,因此可以有效简化THF设备,缩减生产成本。     

用调节液压的方法机械液压成形三通管

随着化学、石油、动力和其它工业部门的发展,对三通管的需求量急剧增涨。用管坯液压成形三通管的方法正获得广泛使用,并且具有广阔前景。因为机械液压成形时,冲压力P和液压力q同时影响管坯变形,故必须特别制定最佳的冲压规程,以保证在能源消耗最小的情况下得到质量最好的制件。全苏工业运输科学研究所化学石油设备学院(伏尔加格勒)通过建立管坯金属较合理的变形方式和采用变形另件空腔内的液体压力在冲压过程中保证可调的设备,对进一步改善三通管的机械液压成形做出了贡献。     

基于Dynaform三通管液压成型分析

提出改进液压成型工艺,并通过Dynaform软件仿真及实际生产验证。该方法舍弃了通常管材液压成形中所需的超高压供给系统以及平衡冲头,进而大大降低设备费用。在验证工艺正确基础上,通过Dynaform软件仿真分析影响三通管液压成型因素。仿真模拟分析为模具设计方案和液压成形工艺方案设计提供了科学的依据,提高了设计效率。     

冲击液压载荷作用下双金属薄壁管内压力与型腔体积变化的关系

双金属薄壁管冲击液压胀形技术是在液压胀形与冲压成形基础上发展起来的一种复合成形技术。冲击液压载荷作用下的双金属薄壁管成形所需内压力源自于管坯型腔体积的压缩,其大小随液体体积压缩量变化而变化,为此提出了基于冲击液压载荷作用下双金属薄壁管的内压力形成机理的研究。首先介绍了双金属薄壁管冲击液压胀形的成形原理;然后,通过对内外管轴向冲击液压预成形与径向冲击液压成形过程中内压力形成的理论分析,构建了管坯型腔内压力与体积变化之间的数学模型;同时,利用Ansys Workbench有限元模拟技术获得了内外管轴向冲击液压预成形与径向冲击液压成形过程的内压力,通过有限元模拟与理论分析结果的对比发现,两者具有较好的一致性,并通过模型误差优化了内压力数学模型,为双金属薄壁管冲击液压胀形技术的进一步研究奠定了良好的理论与应用基础。     

液压成形不锈钢波节换热管外压失稳与其尺寸关系的研究

将液压成形过程和外压失稳过程相结合,通过试验和数值模拟,研究液压成形不锈钢换热管的外压稳定性。结果表明,波节管的外压稳定性比原始直管高;通过试验和数值模拟分别得到的波节管失稳压力与波节高度的关系曲线数值和变化趋势相近,证明了数值模拟的合理性;初始间隙和过渡圆角半径对波节管的失稳压力有一定的影响,而过渡圆角半径对波节管失稳压力的影响程度取决于初始间隙的大小;为使成形后的波节管具有良好的综合性能,应尽量保证管件与模具之间的初始间隙足够小,并采用较大的过渡圆角半径。     

复合管液压成形装置及残余接触压力预测

针对现有复合管制造工艺中存在的问题，研制开发了一种焊接不锈钢衬里复合管液压成形装置，介绍了该装置液压成形系统的工作原理及技术特点。阐述了复合管液压成形过程的原理，并采用弹塑性理论分析了其在液压成形过程中内管及外管的应力应变状态。推导出了复合管残余接触压力与成形压力之间关系的理论计算公式，通过实验对公式进行了验证。结果表明该装置结构及其计算方法适于工程应用。     

脉动液压成形技术与设备

介绍脉动液压成形技术的成形原理、工艺特点及应用领域。从工艺和材料两方面对脉动液压成形提高材料成形能力的机理进行研究,试验证明脉动载荷一方面能够促进管材液压成形时的补料、降低摩擦力的阻碍作用并利用成形过程中小褶皱的出现与消失提高变形的均匀性;另一方面,对于奥氏体不锈钢,脉动载荷可以增强形变过程中的相变增塑效应,从而提高其成形性。自主设计并研制出能实现工业化生产需求的自动化程度高的脉动液压成形设备,为该项技术在汽车、航空及航天制造领域中的推广和应用提供重要的理论指导和实践探索。     

波动加载管材液压成形系统关键问题的研究

分析了液压成形设备的组成以及在研发波动加载管材液压成形系统过程中涉及的关键问题,并对每个问题都提出了合理的解决方案,实现了系统的设计要求。     

当量屈服强度法在双层管液压成形中的应用

当量屈服强度法在工程中广泛应用。双层管液压成形理论分析中,以内层管真实应力应变曲线的计算过程相当复杂,很难得到准确的解析解且难以满足工程的需要。在总结分析前人工作的基础上,提出了适用于双层管液压成形的当量屈服强度法,给出了确定当量屈服强度的具体步骤。研究结果表明：应用该方法能有效地提高理论计算的精度,与试验值符合良好,计算数据与试验值之间的最大误差为1.02％,为液压成形双层管的工业生产提供较为科学的依据。     

换热器渗铝管与管板的胀接

一般认为,渗铝管用一管式换热器是不能采用胀接的,其理由在于管子渗铝后,渗铝层硬度很高,试验证实,在正确选取材质和胀接电流、合理确定管板开孔尺寸成管子壁厚疏薄量的前提下,渗铝管与管板联接形式采用胀接是可行的。并且据此制作的两台胀接式渗铝管换热器已在某硫酸企业生产中得到长期应用。     

承受轴压的X管节点极限荷载有限元分析

采用有限元法分析轴力作用下X管节点所能承受的极限荷载。在对X管节点进行数值模拟的时候,考虑焊缝对其强度的影响。在有限元分析中,采用分区网格产生法形成X管节点的有限元网格,即把整个X管节点根据计算精度的需要划分成几个不同的子区域,每个子区域的网格单独产生,整个管节点的有限元网格通过合并各个子区域的网格而形成。这种分区网格产生法可以针对不同应力梯度的区域形成不同质量和精度的网格,从而可以保证有限元结果的准确性并节省存储空间和计算时间。在分区网格法的基础上,用ABAQUS(2000)通用软件分析X管节点在承受压力作用时的荷载和位移之间的关系,并得到X管节点所能承受的极限荷载大小。此外,通过对50个X管节点模型进行分析,研究几何参数以及材料参数对X管节点极限荷载的影响。     

线面共轭啮合原理及齿面构建方法

定义曲线与曲面共轭啮合的概念,即给定运动的两构件上的一条光滑曲线和一个光滑曲面始终保持连续相切接触,并给出由共轭啮合副齿面形成曲线与曲面共轭啮合的一般方法,在共轭啮合副的一个齿面上构建啮合管齿面与另一齿面相啮和;提出以适当半径的球体沿啮合曲线的指定等距线包络出管状曲面的齿面构建新方法,推导啮合管齿面方程、接触曲线方程等,给出啮合曲线选取的条件以及啮合管齿面半径的选取范围,从而建立以啮合曲线为脊线构建管状共轭齿面的理论;以摆线针轮行星传动为例,构建针齿螺旋管齿面,讨论线面共轭摆线针轮行星传动的特性;分析表明,线面共轭具有点接触特性,通过构建合适的线面共轭啮合副,可获得近似纯滚动啮合,齿面滑动率小,传动效率高。     

超高压管式反应器安全检验方法

根据生产实际的需要 ,结合与国外最新的交流成果 ,利用先进的理论和测试方法并参考有关规范 ,制定了超高压管式反应器检维修方法 ,实践表明 ,所制定的检维修方法可靠 ,可应用于工程实际。     

基于Elman神经网络的橡胶介质复合胀形多通管坯料参数优化

探讨了运用人工神经网络技术进行复合胀形多通管坯料参数快速预测的方法。选择应用广泛的三通管件为例,以管坯长度、管坯壁厚和模具过渡圆角半径为网络输入参数,壁厚减薄不超过30%时的最大支管长度为输出参数,建立了人工神经网络的预测模型。结合正交设计和有限元数值模拟的思想获取训练、测试样本;在MATLAB软件平台上完成预测模型的训练、测试和管坯参数预测。预测结果和数值分析结果表明,利用Elman神经网络进行多通管的管坯参数优化的方法是可行的。     

Dynamic stress of impeller blade of shaft extension tubular pump device based on bidirectional fluid-structure interaction

Current research on the stability of tubular pumps is mainly concerned with the transient hydrodynamic characteristics. However, the structural response under the influence of fluid-structure interaction hasn’t been taken fully into consideration. The instability of the structure can cause vibration and cracks, which may threaten the safety of the unit. We used bidirectional fluid-structure interaction to comprehensively analyze the dynamic stress characteristics of the impeller blades of the shaft extension tubular pump device. Furthermore, dynamic stress of impeller blade of shaft extension tubular pump device was solved under different lift conditions of 0° blade angle. Based on Reynolds-average N-S equation and SST k-ω turbulence model, numerical simulation was carried out for three-dimensional unsteady incompressible turbulent flow field of the pump device whole flow passage. Meanwhile, the finite element method was used to calculate dynamic characteristics of the blade structure. The blade dynamic stress distribution was obtained on the basis of fourth strength theory. The research results indicate that the maximum blade dynamic stress appears at the joint between root of inlet side of the blade suction surface and the axis. Considering the influence of gravity, the fluctuation of the blade dynamic stress increases initially and decreases afterwards within a rotation period. In the meantime, the dynamic stress in the middle part of inlet edge presents larger relative fluctuation amplitude. Finally, a prediction method for dynamic stress distribution of tubular pump considering fluid-structure interaction and gravity effect was proposed. This method can be used in the design stage of tubular pump to predict dynamic stress distribution of the structure under different operating conditions, improve the reliability of pump impeller and analyze the impeller fatigue life.     

抽油机井油管接头弹塑性接触有限元分析

对油管接头进行弹塑性接触有限元分析，给出其应力分布规律，找出应力集中区即螺纹尾部第一啮合齿根；讨论各种载荷及锥度偏差对应力分布的影响，得出拉伸载荷对油管应力应变场的影响很大；油管极大锥度、接箍极小锥度使油管接头螺纹尾部第一啮合齿根应力集中区进一步扩大，而油管极小锥度、接箍极大锥度则会造成油管在端部附近断裂或粘扣，这两种情况都比较危险，因此在使用中应尽量限制锥度偏差。同时也对公称锥度的油管接头进行在循环载荷作用下的有限元分析，确定油管的疲劳失效类型属于高周疲劳。     

管状波导−单壁碳纳米管太赫兹透射光谱研究

单壁碳纳米管是新一代透明导电材料,具有许多特殊的光学、电学和机械特性,在多种领域应用广泛。为此通过电弧法制备了单壁碳纳米管并进一步与有机玻璃（PMMA）管状波导集成,经实验和模拟研究了基于管状波导的单壁碳纳米管太赫兹透射光谱特性。研究结果表明,单壁碳纳米管可以使管状波导的太赫兹共振增强,可有效提高共振消光比,而石墨烯和炭黑对管状波导的太赫兹透射光谱几乎没有影响。     

多轴比例加载下镍基合金GH4169试件的弹塑性有限元分析

对薄壁管进行多轴恒幅比例加载疲劳试验,并运用弹塑性有限元法对该加载条件下的薄壁管进行分析和计算,材料弹塑性特性由von Mises屈服准则和多线性随动硬化准则描述.结果表明,用有限元法计算的试件应力应变值与试验结果吻合.最后,用此方法对缺口件危险点处应力应变状态进行分析.     

基于nSoft的起重机主梁管节点疲劳寿命分析

结合某码头轨道式起重机主梁斜撑开裂问题对管节点进行疲劳寿命分析。应用有限元软件MSC.Nastran对节点模型进行静力计算,结合疲劳分析软件nSoft对管节点进行疲劳寿命分析,并将分析结果与实际情况进行对比。结果表明,该方法可有效预测管节点疲劳寿命,为疲劳设计提供支持。