筒体大开孔结构的应力分析设计法

筒体大开孔结构的应力分析设计法哈尔滨市化工学校徐毅一、筒体大开孔结构的应力分析设计法内容本文提出的筒体大开孔结构的应力分析设计法，其基本指导思想是：根据ＡＳＭＥ应力分类准则，利用三维有限元的应力计算结果，寻找最大应力点并确定应力处理线，用最小二乘法拟...     

内压柱壳大开孔率开孔平齐式接管应力分布研究

本文针对内压圆柱壳大开孔率平齐式开孔接管结构 ,进行了三维线弹性有限元应力分析、研究。有限元计算和电测应力分析的结果表明 ,用电阻应变测量方法测量到的是应变片长度范围内应力场的平均值 ,而得不到该区域内的最大应力值 ;以DXF格式文件为中介 ,用数学方法自动生成的有限元计算模型是可靠的 ,能够保证开孔区域内的单元都是比较规整、均匀的六面体单元 ,可以使用不协调位移模式 ,应用这个模型进行有限元分析可以得到内压圆柱壳大开孔率开孔平齐式接管结构的应力集中系数。     

基于ANSYS/Workbench的圆筒环向双开孔结构应力分析

采用ANSYS/Workbench有限元软件,对不同开孔尺寸、不同环向开孔角度的圆筒双开孔结构进行应力分析。分析结果表明,开孔尺寸和环向开孔角度是影响接管区应力分布的主要因素;环向开孔的角度决定了分析路径上最大应力水平;路径上的最小应力出现在开孔附近的区域。研究结果为环向双开孔结构的优化设计提供了有效的手段。     

压力容器大开孔补强设计的压力面积法与ASME法的分析比较

针对压力容器两种大开孔的补强计算方法———压力面积法和ASME法 ,分析了两种方法的异同 ,考证了ASME法计算公式的理论依据和由来 ,通过对某容器大开孔结构的两种方法进行计算比较 ,显示了其间的重大差异并由此对大开孔有限元应力分析结果的应力分类评定提出见解。     

空气冷却塔的设计改造

测定空气冷却塔筛板的孔径、孔数、开孔率、板间距、压降以及漏液速度等流体力学性能参数,并对试验数据进行理论分析及模拟研究,摸索出对大孔径（φ10mm）、大开孔率（〉20％）的无溢流筛板,给定塔径、空气、水量及流速,选择塔板筛板塔的结构（孔径为d0、孔心距为t、开孔率和板间距）进行迭代计算的设计计算方法。     

壁面开孔蜂窝结构异面压缩的力学性能研究

为探讨壁面开孔蜂窝在准静态异面压缩下的平均压缩应力,基于简化的超折叠单元理论,以开孔"Y"型单胞为研究对象,推导了壁面开孔蜂窝结构的平均压缩应力计算式.通过建立不同孔边比的有限元模型,研究了平均压缩应力计算式中延展面积的影响因子,在尺度因子为1的情况下,延展面积影响因子与孔边比成线性关系.通过对具有不同厚边比的壁面开孔蜂窝平均压缩应力的数值计算,验证了理论计算式的准确性,并探讨了孔形状和尺度因子对平均压缩应力的影响.结果表明,壁面开孔蜂窝结构的平均压缩应力主要受绞线的变化及延展面积的影响,平均压缩应力随孔边比的增大而减小,当尺度因子增大时,其延展面积会减小,与尺度因子为1时相比,当尺度因子增大到使压缩过程较稳定时,平均压缩应力下降40％左右.     

内压圆筒轴向斜接管大开孔的强度研究

采用三维实体有限元法,运用ANSYS软件,在不同非径向度α、不同开孔率ρ的情况下,对内压圆筒轴向斜接管大开孔进行应力分析计算,得到其接管相贯区的应力变化规律。另外,参照GB 150—2011中圆柱壳径向开孔分析法补强方法,提出了圆筒轴向斜接管结构的分析法补强方法的思路,并给出2张示例校核图。     

离心机开孔转鼓应力模拟计算与研究

采用有限元方法模拟计算了按等边三角形排布开孔的转鼓应力,讨论了开孔直径、鼓壁厚度、孔桥宽度以及转鼓半径等因素对鼓壁环向应力的影响情况.通过进一步计算研究得到了最大薄膜应力出现时孔桥宽度与开孔直径的关系曲线,为工程实际中转鼓开孔问题提供了计算依据.     

球壳大开孔平齐接管补强设计方法评价

为了对球壳大开孔补强结构做出合理安全评价,利用我国现行标准中的补强方法,对D=500 mm,直径厚度比D/T=68、接管与壳体半径比r/R分别为0.5,0.6,0.7,0.8的球壳大开孔结构进行了补强计算,对补强后的球壳大开孔平齐接管结构,选择其高应力区的若干截面,按照"分析设计"方法进行了应力强度评定.结果表明,按极限分析法和压力面积法进行补强后的结构按分析设计可以通过;随着D/δ的增大,接管有效厚度与最小厚度之比g值随之增加;时多数大开孔情况,利用极限分析法补强后的结构更安全.     

组合载荷作用下开孔接管结构强度性能的研究

带接管内压圆柱形容器通常受到内压与接管弯矩的组合作用,接管弯矩会影响内压圆柱壳开孔接管结构的强度性能。在内压与接管弯矩组合作用下,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器开孔接管结构强度性能进行试验研究和有限元分析,考察内压与接管纵向弯矩、内压与接管横向弯矩组合作用下容器开孔接管区弹性应力分布、应力集中、开孔接管结构的变形规律及塑性极限载荷等。结果表明,载荷大小相同时,横向弯矩作用产生应力增量较纵向弯矩作用产生应力增量大,横向弯矩对内压容器开孔接管结构强度较危险。内压作用在开孔接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。较小值的内压作用可减缓开孔接管结构弯矩作用下的变形,内压能降低开孔接管结构的纵向极限弯矩,较小内压能增加开孔接管结构的横向极限弯矩。     

盘式制动器热应力场仿真分析

利用ANSYS建立了盘式制动器热应力三维有限元分析模型,探讨其在摩擦副作用下热应力分布的特点和规律,为盘式制动器的性能优化提供参考。     

桥式起重机主梁端部剪应力的有限元计算与测试分析

应用有限元分析程序,对桥式起重机主梁端部剪应力进行计算分析,研究了桥式起重机剪应力的分布规律。在介绍桥式起重机剪应力测试方法的基础上,对实测结果和有限元计算结果进行了对比分析,其结果对桥式起重机的优化设计具有重要意义。     

半转叶片推进器直翼叶片应力和变形分析

针对新型流体推进器,通过对叶片的运动学和流体动力分析,研究了作用在叶片上的面力和体力分布规律并导出了它们的计算公式;基于ANSYS环境,建立了一种直翼叶片的有限元模型,研究了非均匀面力的加载方法,获得了面力分布模型;对叶片应力和变形进行了计算与分析,计算结果揭示了直翼叶片的应力和变形分布规律,为优化叶片的结构和提高其强度、刚度提供了理论指导.     

Minimum weight design of beams against failure under uncertain loading by convex analysis

Under operational conditions, some loads acting on a beam are known (deterministic loads), but there usually exist other loads the magnitude and distribution of which are unpredictable (uncertain loads). If the uncertainty in the loading is not taken into account in the design, the likelihood of failure increases. In the present study beams are designed for minimum weight subject to maximum stress and buckling load criteria and under deterministic and uncertain transverse loads. The uncertain load, which is subject to a constraint on its L ₂ norm, is determined to maximize the normal stress using a convex analysis. The location of the maximum stress is determined under the combination of deterministic and worst-case uncertain loads. The minimum weight design is obtained by determining the minimum cross-sectional area subject to stress and buckling load constraints. Results are given for a number of problem parameters including the axial load, elastic foundation modulus and uncertainty levels.     

Tool/workpiece interface stresses in simple upsetting

When analysing the stress distribution at the tool/workpiece interface in simple upsetting, it is conventional to assume either Amonton's friction law or the law of constant friction stress. Neither of these two laws, however, is valid generally. Furthermore, the friction stress is assumed to jump discontinuously at the centre, which assumption has been proven, experimentally, to be incorrect. In this paper considerations are made of these two objections.A combination of a lower-bound analysis using the slab method with an axi-symmetric upper-bound analysis is found to be satisfactory when studying disk forging. The slab method combined with a general friction model developed by Wanheim and Bay, is used to estimate the local normal stress and frictional stress. A central region of sticking where the friction stress varies linearly with the radius is introduced into this analysis. The radius of the sticking region is found by an upper-bound analysis using the distribution of friction stress obtained by the slab method. It is shown that a sticking region is always present except in the case of zero friction, which explains experimental observations showing that the value of the friction stress increases linearly with the radius in the centre region. The calculated distribution of normal stress is compared with experimental measurements obtained using a special pressure sensor mounted in the lower anvil. The agreement between the results of theory and experiment is good.     

新型磨粒分析仪的研制及沉积规律的研究

本文研制的磨料分析仪不仅可对铁磁性金属颗粒进行监测,而且可对一般直读式铁谱仪所不能监测的弱磁性有色金属颗粒进行监测,且稳定性好,试验误差小,通过对磨粒分析仪的研究和大量试验表明,弱磁性有色金属颗粒如铜、铝等在沉积管中不是随机的,弱磁性颗粒与铁磁性颗粒具有相似的沉积曲线,只是各点对应的数值大小不同.试验还表明,不同种类的弱磁性金属颗粒具有不同的沉积规律,不同种类和性质的混合金属颗粒油液使颗粒沉积的机会大大增加了.     

航空发动机石墨圆周密封接触特性分析

基于结构受力分析,利用ANSYS分析某型在役航空发动机石墨圆周密封的接触特性,研究不同工况参数对密封环最高温度、最大变形、最大应力及接触压力作用规律。结果表明:石墨圆周密封环主密封面应力分布比较均匀,密封环接头处应力最大,这与应用时接头处磨损较重的实际情况相符;辅助密封面和密封跑道应力分布均匀,密封座端面应力沿径向呈梯度分布,最大应力位于密封座靠近密封跑道边缘处;随滑动速度的增大,密封环主密封面最高温度增大,而最大变形、最大应力和接触压力表现为先减小后增大;石墨密封环主密封面最高温度、最大变形、最大应力和接触压力随密封压差增大而增大。     

厚壁筒柱面受双曲余弦分布压力、端面受常力之解及圆筒无限长时的极限

在三维空间中构建了一个既满足双调和方程又满足边界条件的新应力函数，对厚壁圆筒在柱面上受双曲余弦分布压力、端面受正压力总和为常力的情况，给出了解析解。避免了长期以来利用均布压力近似代替变力来求解轴对称问题所造成的误差。同时，给出了压力沿轴向不变时的极限，导出了厚壁圆筒著名的Lame解答。     

巨型水压机主工作缸的有限元分析

应用有限元分析软件MSC.MARC对巨型水压机的主工作缸进行静力分析.以三万吨水压机的主工作缸为研究对象,模拟其在最大工作压力(45MPa)下的应力分布,并与实际测量值对比,验证了有限元模型及分析的准确性.同时分析了在仅改变螺钉位置的情况下,主工作缸各主要应力集中处的应力变化规律.     

基于DEFORM-3D的花键成形分析

基于刚塑性有限元法基本理论,并借助于通用三维有限元分析软件DEFORM-3D建立了花键冷滚压成形全过程三维动态有限元模型,对花键冷滚压成形过程进行了有限元模拟分析。揭示了花键冷滚压成形过程的等效应力、等效应变的分布情况和金属流动规律,从而为花键冷滚压成形工艺研究提供理论依据。