基于应变模态分析的长输油气管线损伤检测仿真研究

基于应变模态方法,运用有限元分析软件ANSYS对石油工业中的压力管道损伤识别进行了初步的研究。ANSYS的模态分析可以求得结构在损伤前后的位移模态,将其转换为对应阶数的应变模态,并对比应变模态损伤前后的变化,作出应变模态差值曲线以此来判断损伤的存在和位置以及损伤程度。计算结果表明：利用应变模态差值曲线能比较准确地识别出管道结构模型的损伤存在和损伤位置,并依此定性地识别出管道结构模型的损伤程度。采用此方法进行管道结构进行损伤识别比传统的损伤检测方法更加准确、方便。     

蒸汽跨越管线含体积型缺陷的塑性极限载荷分析

长输管线在使用与制造过程中会出现各种缺陷,主要以腐蚀造成的体积型缺陷为主。用有限元方法对含体积型缺陷的跨越蒸汽管道进行了极限载荷分析,分析时考虑了大变形弹塑性情况,载荷考虑内压、温度、自重（产生面内弯矩及剪力）及风载荷（产生垂直面弯矩及扭矩）单独及联合作用情况,缺陷位置在近固定墩处,缺陷形状为球形及长条形。分析了缺陷的形状、大小、深度及载荷情况对极限载荷的影响,并分析了管道在上述情况下的失效形式。     

含Ⅰ型单纯凹陷缺陷油气管道残余应力的数值分析

维持高水平的管道完整性和可靠性对油气管道工业至关重要。由于各种因素,造成管道失效。其中,管道上的缺陷是导致管道失效的主要原因,而凹陷缺陷又是管道上常见的缺陷类型之一。因此,有必要对管道上的凹陷进行深入的研究。针对油气管道上存在的I型单纯凹陷,分析I型单纯凹陷区域的残余应力与各参数之间的关系。基于疲劳寿命模型,分析凹陷区域的残余应力对管道疲劳寿命的影响。对于新管线的设计和在役管线的维护具有重要意义。     

用人工神经网络预测含穿透缺陷受压管道的失效应力

本文引入人工神经网络方法，对含穿透缺陷受压管道的失效应力进行了预测，得到了满意的结果。人工神经网络方法为此类问题的求解提供了一种新工具。     

影响含腐蚀缺陷管道剩余强度的参数分析

对比ASME B31G,API 579,DNV RP-F101,PCORRC等评价方法中的鼓胀因子、流变应力、腐蚀面积、缺陷长度等参数对管道剩余强度的影响。分析表明:管材的级别越高,不同标准之间的流变应力的定义的差异越小;NG-18公式仅适用于短缺陷;与实际爆破试验数据相比,ASMEB31G标准相对误差较大,DNV RP-F101和PCORRC标准评价结果相对误差较小。     

含缺陷注蒸汽管道剩余强度的有限元分析

通过ANSYS大型有限元软件对含不同尺寸沟槽型缺陷的注蒸汽管道进行应力场模拟计算。分析中选用实体单元建立含体积型缺陷管道的3D模型,考虑了几何非线性和材料非线性以及缺陷位置、尺寸和形状对应力场的影响规律,并通过塑性失效准则计算了含不同缺陷注蒸汽管道的极限载荷。     

初始安装应力对管道固有频率的影响分析及试验验证

研究了初始安装应力对管道固有频率的影响。利用ANSYS对导管无安装应力、较小安装应力、较大安装应力的情况进行仿真分析,研究了安装应力对管道固有频率的影响;构建液压管道试验台,模拟了初始安装应力,利用锤击法对导管进行模态试验,验证了安装应力对管道固有频率的影响规律;利用锤击法对某型飞机液压管道进行了固有频率测试,试验结果进一步表明,管道安装应力的存在对管道模态频率有一定影响。研究结果为进一步开发管道安装应力监测系统提供了方法和思路。     

基于ANSYS的某型农用车架有限元分析试验综述

汽车底盘中的车架承受变化且复杂的载荷,对车架的技术要求十分严格,而传统的农用车车架设计显示出局限性.文中对车架的功用和类型进行了介绍;运用ANSYS软件对车架存在的问题进行分析试验,解决了以上问题;最后对国内外车架的研究现状作了详细阐述,并对试验结构体系进行了系统的分析.     

机床导轨表面接触模型的有限元分析

为寻求机床导轨结合面不同粗糙信息下的动态特性,分形粗糙表面数值模型和实测粗糙表面二者的相关性,需对各种相关参数下的粗糙表面进行接触分析。运用有限元分析软件ANSYS,针对粗糙表面三维模型,分析不同参数表面的接触行为,以期寻找出不同粗糙信息接触形态特征参数之间的关系,并证明分形数值模拟能真实表征工程粗糙表面。     

某型汽车起重机吊臂的有限元分析及试验验证

以某型汽车起重机吊臂结构为研究对象,对其进行载荷分析,并以ANSYS有限元分析软件为工具,结合不同的试验工况,进行有限元分析,得出相应工况下的变形量和应力值,同时完成吊臂结构的刚度及强度校核.最后将真实试验中所测的应力值和有限元计算值进行对比,并针对二者之间的误差进行简单的分析.结果表明,基于ANSYS软件的有限元计算方法应用于起重机吊臂的研究计算是可行的,在节约成本的同时,它的计算结果还可为实际设计提供非常有价值的参考.     

齿轮的精确建模及其接触应力有限元分析

该文首先在软件UG中运用齿轮精确建模的方法生成一对啮合齿轮,然后利用UG与ANSYS之间的良好数据交换接 口,将模型导入ANSYS,并用有限元法计算其接触应力,从而实现CAD与CAE的一体化。     

Terfenol-D棒内部应力应变场分布的有限元分析

在建立超磁致伸缩换能器轴对称模型的基础上，对在磁-机耦合场作用下Terfenol—D棒的径向应力、应变进行有限元分析，为超磁致伸缩换能器的深入研究提供了依据。     

含腐蚀坑缺陷悬空管道的安全研究

以西一线甘肃段某天然气管线为工程背景,由于土壤长期对管道腐蚀性影响及不良地质作用,含有腐蚀缺陷管道意外产生悬空。利用ASME B31G,DNV RP-F101标准和PCORRC方法对在役含腐蚀坑缺陷悬空管道中允许的腐蚀坑缺陷尺寸进行了确定。基于应变失效准则,建立管道在不同地区的失效判别标准,借助Abaqus有限元分析软件,研究含腐蚀坑缺陷悬空管道的失效位置及腐蚀坑缺陷的长度和深度对管道应力、应变、位移和对管道的安全、极限悬空长度的影响,结果表明,腐蚀缺陷深度系数对管道影响较大,当深度系数k1≥0.4后,管道的安全和极限悬空长度急剧减小,管道极易发生失效。     

基于ANSYS的斜齿轮接触应力有限元分析

某重卡变速箱中一对输出齿轮副中的主动轮在啮合过程中出现寿命不足现象,故应用大型有限元分析软件ANSYS对其进行静态啮合力分析,获得了齿轮副的静态接触应力云图;基于ANSYS/LS-DYNA进行有限元动态分析,与静态分析相对比,应力水平增加显著.综合静态和动态接触分析发现啮入时主动轮齿端齿根处弯曲强度最弱,易出现折断.     

使用应变模态和遗传算法的有限元模型修正方法

提出了采用应变模态置信度为待修正响应特征的有限元模型修正方法。应变模态置信度是评价有限元仿真与试验测试结果相关性的方法,可以为模型修正提供全局的频率误差信息和局部的应变相关性信息。首先,介绍了应变模态和有限元模型修正的相关理论方法;然后,以某航空加筋壁板结构为对象,通过仿真分析和"仿真试验"获得结构的应变模态频率以及对应的应变振型,进一步计算频率误差和应变模态置信度误差;最后,基于两种误差构造模型修正的目标函数,采用遗传算法对目标函数进行优化,修正结构中的待修正参数,并将修正后参数代入模型,验证所提方法的正确性和有效性。结果表明:所采用的方法获得的修正后有限元模型具有复现修正响应特征的能力,并且对于未修正频段内的响应也具有较好的预测能力。     

带肋各向异性薄壁耐压壳体的有限元仿真和试验验证

随着复合材料工艺的日益成熟,复合材料在工程领域的应用越来越广泛,薄壁耐压壳体开始大量采用复合材料制作。复合材料的力学特性不同于传统的金属材料,具有各向异性,采用传统的计算方法很难实现对复合材料的结构进行力学特性分析。基于ANSYS的有限元法能很好的模拟复合材料的结构形式,准确地对复合材料的结构进行有限元仿真计算。以两个缩比的带肋各向异性薄壁耐压壳体为模型,通过ANSYS有限元软件计算和试验验证,对比ANSYS有限元软件计算结果和试验结果。     

管道在热流状态下的温度场和应力场有限元研究

以传热学和有限元理论为基础,建立起了管道的有限元模型,计算出了管道在热流状态下的温度场和应力场,为管道的设计和维护提供理论依据。     

齿轮接触的有限元分析

通过齿轮接触分析应用实例，分析了齿轮接触应力的分布和最大应力，介绍了CAXA电子图板齿轮建模和ANSYS接触分析的方法，对其中遇到的接触问题进行探讨，对在计算过程中可能影响收敛的因素：处理界面约束方法、摩擦模型、接触刚度、初始接触条件等的选择和模拟提出建议，通过算例说明了有限元分析在齿轮接触问题上的有效性。为其他类型接触问题的分析提供了参考。     

有限元分析软件在机床床身模态分析中的应用

振动现象是机床设计中所面临的问题之一,它能造成加工误差,影响零件的加工精度.模态分析主要用于确定结构或机器部件的振动特性.建立床身的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS,对床身部件进行了模态分析,得出了床身前五阶固有频率和振型,了解床身部件的各阶振动模态的特点,对于我们研究床身部件的动态特性是十分必要的,有利于机床床身系统的整体设计.     

烘筒S型封头的有限元分析和试验测试

运用ANSYS建立有限元模型,对烘筒S型封头进行不同载荷作用下有限元分析,得出各载荷作用下的应力分布,以及最大应力发生部位,并与试验数据进行比较,分析误差,验证了有限元求解的正确性,为S型封头的实际应用提供可靠的依据。