锥面密封油套管特殊螺纹接头密封面过盈量计算

根据厚壁圆筒的弹性力学原理,对油套管锥面密封形式特殊螺纹接头的密封面过盈量设计进行了理论推导,根据第四强度理论,在保证密封面不屈服的条件下,得出密封面理论最大过盈量.利用得到的公式对密封结构参数进行了计算分析,结果表明,密封面角取10°～30°、台肩角取5 °～20°,为接头设计的理想范围.对实际加工接头进行标准试验,对比试验值与计算值,发现实际过盈量为计算最大过盈量的0.7～0.9倍,研究成果为接头密封面设计提供了理论依据.     

BG-SG特殊螺纹接头结构参数对密封性能的影响

BG-SG特殊螺纹接头是一种针对国内页岩气井专门开发的特殊螺纹接头形式,主要由锥面/锥面主密封结构、直角扭矩台肩结构和双段式螺纹连接部分组成,具有高连接强度、高抗扭等优点,适用于大狗腿度下的复杂井况。基于控制变量法的思想,运用有限元数值仿真计算方法分别研究了密封面过盈量(δ)、密封面长度(l)和密封面锥度(ΔD/L)等三个结构参数对接头密封接触压力分布和密封性能的影响。分析结果表明,δ的增大对接头密封性能有正面影响,但过大的过盈量并不能持续增加有效接触长度,且需控制其值不致引起接头结构的塑性变形或黏结;增加l值,可一定程度上增加密封面的有效接触长度,但超过某个特定长度以后则会在密封面中部产生零接触应力区域;ΔD/L对密封面两侧接触点附近的影响有所不同。根据分析结果优化设计了各结构参数,所开发接头顺利通过实物性能试验,验证了有限元分析的有效性。     

形状误差对过盈联结承载能力的影响分析

根据过盈联结传递力与力矩的原理，分析了过盈联结件存在的形状误差对配合过盈数值、接触压力、给全面摩擦系数以及承载能力的影响，并给出了形状误差影响联结面接触压力的实验结果，结果表明：减小联结件的形状误差，可较大减小接触压力的相对误差，从而提高摩擦系数的计算精度．根据数理统计原理及公差配合理论．提出了在有形状误差的条件下．确定过盈量和联结表面接触压力的实用计算方法，为保证结合面摩擦系数的准确性，提高过盈联结承载能力和可靠性提供了有利条件，对于解决工程中大量的过盈联结问题具有实际意义．     

蠕变对液压胀接的管板接头残余接触压力的影响分析

利用非线性有限元方法对TA2换热管与TA2-Q345R复合管板连接接头进行胀接模拟,并将胀接后的残余接触压力场作为蠕变分析的预定义场,进行蠕变顺次耦合分析,研究不同温度下TA2纯钛蠕变对胀接残余接触压力的影响。结果表明,胀接后的接触面存在两个高应力环带,TA2纯钛管与钛覆层胀接区域的接触压力较高。受TA2纯钛蠕变的影响,胀接接头的残余接触压力开始下降很快,之后趋于平缓,但80℃工况下的最终残余接触压力比20℃要低。当温度达到150℃时,TA2纯钛出现了蠕变饱和现象,使得残余接触压力相对提高,延长了热交换器液压胀接接头的使用寿命。当温度达到225℃以后,TA2纯钛蠕变特征不再出现,残余接触压力只受热应力的影响,随温度升高而降低。     

层状复合粉末冶金凸轮的装配应力

利用三维有限元方法建立层状复合凸轮与钢管的过盈装配模型,模拟过盈装配过程中凸轮等效应力的分布规律以及不同内层材料和内层厚度对凸轮装配内应力的缓解效果,并进行实验验证。结果表明:与45#钢内层材料相比,粉末冶金材料(Fe-Cu-C)具有更好的缓解应力效果,在过盈量为0.08 mm时,复合凸轮表面应力仅为前者的38%,实验验证表面应力为前者的40%,误差仅为5%,模拟与实验结果基本一致。利用该模型对复合凸轮的层状厚度进行了优化设计,内层厚度允许范围为1.75~2.25 mm,最佳厚度为2.05 mm。     

过盈联结过盈量的计算与修正

为保证过盈联结的工作可靠性 ,确定过盈联结的过盈量除了考虑所传递的载荷以外 ,还应考虑其他条件因素对过盈的影响 ,以合理计算联结过盈 ,在满足联结件材料强度的前提下 ,提高过盈联结的可靠性     

坡口形状对Monel400合金厚板焊接残余应力影响的研究

利用visual-mesh软件,建立了两种不同坡口形式下的20 mm厚Monel400合金板对接接头二维有限元网格模型;以SYSWELD软件为平台,利用平均热循环曲线法对两种坡口形式下的多道焊焊接过程进行了数值模拟,得出了两种坡口形式下接头的温度场分布、残余应力分布、残余变形分布等结果。结果表明,对称型X型坡口的等效应力值、横向残余应力值及残余变形量均小于非对称型X型坡口。     

过盈联结过盈量的计算与修正

为保证过盈联结的工作可靠性，确定过盈联结的过盈量除了考虑所传递的载荷以外，还应考虑其他条件因素对过盈的影响，以合理计算联结过盈，在满足联结件材料强度的前提下，提高过盈联结的可靠性。     

超音波法与敲击回音法检测钢筋混凝土梁柱接头

本文用超音波法及敲击回音法分别以斜向对打量测实体柱、不同厚度之块状试体、十字形试体及实体梁柱接头之压力波波速值,并与上述各试体之超音波直接对打量测的压力波波速值作比较,以评估斜向对打量测波速压力波之准确性,藉以探讨以斜向对打量测波速压力波值来检测梁柱接头混凝土质量之可行性.试验结果显示:超音波法于面宽40 cm之实体柱量测,当接收器偏距大于40 cm时,其波速值会明显下降;但敲击回音法以直径3 mm钢球作敲击源,接收器偏距超过70 cm波速值才会呈现下降趋势,以直径6mm钢球做量测则接收器偏距可达100cm,若以直径9mm钢球或铁锤做量测,接收器偏距达300 cm时,波速值仍未呈下降趋势.各试体之试验结果皆显示,超音波法之量测波速值基本上随接收器偏距增加而下降,但敲击回音法之波速值却不受偏距影响,其波速值与超音波直接对打值比较,误差皆在±3%以内.     

油船货油舱内底板焊接接头腐蚀性能研究

研究了温度、NaCl溶液浓度、pH值等因素对WDH36N油船货油舱内底板焊接接头腐蚀状况的影响。结果表明:温度升高会加重试样焊接接头的腐蚀状况,较低的NaCl溶液浓度下,试样腐蚀情况较为严重;当NaCl溶液质量分数达到10%后,腐蚀状况基本保持不变。pH值为0.5~0.85时,腐蚀状况基本保持不变;pH值为0.85~1.2时,腐蚀状况严重程度随着pH值增加而增加。     

牙齿过盈配合的接触非线性数值模拟研究

以弹塑性理论为基础,基于非线性有限元软件ANSYS,建立了三牙轮钻头中单齿与牙轮的过盈配合的二维有限元力学模型;并在不同过盈量下,对牙齿动态地压入牙轮以及热胀冷缩作用的静态装配牙齿两种情况进行了仿真模拟.分析结果表明,静态装配中牙轮与牙齿的最大应力值小于动态装配;在动态压入装配过程中,压入载荷存在波动,而静态装配无载荷波动;动态压入装配成本较低,装配方便.     

搅拌摩擦焊不等厚焊接接头组织和性能研究

采用6005A-T6板材,选取多个长度不同的搅拌针进行搅拌摩擦焊不等厚接头的焊接,研究搅拌针长度对不等厚接头拉伸最大力值、组织以及断裂形式的影响。结果表明,板材厚度不变时,接头的拉伸最大力值随搅拌针长度的增加而增加;当搅拌针长度不变时,板厚为6mm+10mm的接头力学性能较板厚为3mm+6mm的更高;拉伸试样断口形貌断裂机制全部为韧性-脆混合断裂,但随着搅拌针长度的减小,撕裂棱越来越大。接头焊核区组织为细小的等轴晶,热机影响区晶粒被拉长,热影响区组织略有长大。     

连铸结晶器水口不同浸入深度的数值模拟

通过ANSYS Fluent软件对结晶器浇铸1200mm×244mm断面铸坯在不同浸入深度下流场、温度场进行数值模拟计算。结果表明,针对结晶器1200mm×244mm断面下,当浸入深度为110mm时,自由液面的最大速度为0.166m/s,波高为2.4mm;当浸入深度增加至130mm后,自由液面速度有所降低,为0.127m/s,但当浸入深度在130～170mm变化时,自由液面速度波动不明显。液面波动随着浸入深度的增加而略有降低,浸入深度分别为130、150、170mm时,液面波高分别为1.98、1.89、1.49mm,整体变化不大。不同浸入深度在结晶器内上旋流钢液大部分温度为1516～1518℃,下旋流钢液温度基本为1514～1516℃,比较均匀,影响不大。     

螺纹牙形对特殊螺纹接头弯曲性能的影响

为分析特殊螺纹接头弯曲性能,采用有限元方法,对比正角度螺纹、负角度螺纹和齿侧过盈螺纹3种牙形对特殊螺纹接头密封面上密封性能的影响。有限元分析结果表明,负角度螺纹可以提高拉伸性能,而齿侧过盈螺纹有利于提高压缩性能。综合来看,齿侧过盈螺纹有利于弯曲性能。这些结果可为抗弯曲特殊螺纹接头设计提供参考。     

热镀锌机组沉没辊系受力模型及影响因素

热镀锌机组沉没辊系在锌锅内工作状态下受力情况复杂,受外界影响较大。充分考虑热镀锌机组设备与其工艺特点,首先分析沉没辊系在工作状态下受力情况,分别建立矫正辊插入量与包角的关系式、基于辊面锌渣沉积厚度的辊面摩擦因数经验模型。随后采用条元离散法建立沉没辊系辊面接触压力、摩擦驱动力矩模型,基于简支梁模型确定沉没辊系轴端支撑力、轴端摩擦阻力矩模型。最后将沉没辊系受力模型应用于国内某热镀锌机组镀锌工艺段,以典型规格带钢确定沉没辊系受力影响因素,并依据机组实际工况及板形要求来确定生产工艺参数的5种不同水平,来分析其对辊系受力状态的影响规律,为沉没辊系工艺优化提供指导依据。结果表明,4种工艺参数对辊系接触压力及摩擦力矩影响都存在差异性,矫正辊插入量与辊面接触压力呈现非线性关系;带钢张力对各辊接触压力影响程度不同,其中沉没辊受到的影响最大,而其余两辊受到张力几乎不影响;辊面平均摩擦因数、带钢速度对辊的接触压力几乎不影响;辊系摩擦驱动力矩、轴端摩擦阻力矩随着矫正辊插入量及辊面平均摩擦因数增大都呈现出不同程度增大。带钢张力与沉没辊摩擦驱动力矩、轴端摩擦阻力矩呈线性变化关系,而带钢张力对其余两辊影响很小。带钢...     

阻燃钛合金摩擦着火热源模型及仿真分析

钛火是现代航空发动机的典型灾难性事故,压气机转子与静子的异常摩擦是其主要热源。采用动网格方法结合等效模型建立转子与静子试件的三维热-力-磨损耦合有限元模型,对不同摩擦接触压力和环境温度等条件下550℃阻燃钛合金TF550摩擦着火过程的温度场进行数值建模与仿真分析。结果表明,在室温、200 N摩擦接触压力条件下,TF550钛合金静子试件在7.2 s达到着火温度,此时转子试件温度仍维持在1 000 K,比静子试件低约900 K;当摩擦接触压力从200 N增大至400 N时,摩擦着火延迟时间为3.3 s;当摩擦接触压力提升至700 N时,着火延迟时间缩短至2 s以内;在823 K的环境温度下,静子试件的摩擦着火延迟时间为5 s,比室温下的摩擦着火延迟时间缩短了2.2 s;相对于环境温度的影响,摩擦接触压力对TF550钛合金摩擦着火升温速率的影响更大。     

填充金属及电流对0Cr18Ni9/Q235异种焊接接头组织及性能的影响

采用TIG焊接工艺,分别选用直径为2.0 mm的ER309、Ni317焊丝及90～120 A电流,对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢和Q235碳钢进行双面焊,研究了焊接接头的金相组织、拉伸性能和显微硬度。结果表明:同种焊丝,在90～120 A焊接电流条件下,随着电流增大,抗拉强度增大,拉伸断口均出现韧窝,为韧性断裂;采用ER309焊丝的接头拉伸性能要优于Ni317焊丝接头;两种焊丝焊接,电流值都为110 A时接头硬度最佳。     

基于热加工图法的热轧SAE4137棒材表面质量控制

 采用MMS-200热模拟试验机,在变形速率为0.1~10 s-1、变形温度为900~1 150 ℃以及最大变形量为70%的变形条件下对SAE4137钢进行等温热压缩试验。依据试验结果,基于动态材料模型以及Murthy失稳判定准则下,绘制出SAE4137钢在不同真应变下的热加工图,得到SAE4137钢在成形时的加工稳定区、失稳区以及推荐加工区间。通过微观组织分析进行验证,并结合南钢中间方坯（215 mm×235 mm）经过4道次精轧轧制[?]150 mm大棒材实际情况,预判SAE4137钢棒材生产过程中表面可能产生的缺陷及位置。     

卷取温度、冷轧总变形量对含硼 08Al钢力学性能的影响

以CSP工艺在不同卷取温度下生产的含B((40～60)×10-6,质量分数)和无B 08A1的冷轧基板为实验材料,采用不同的冷轧总变形量进行冷轧退火后,通过单向拉伸实验对两种钢的基本成形性能指标(r值、n值)和力学性能指标(屈服强度、抗拉强度、伸长率)进行测定,并对卷取温度为620 ℃、冷轧总压下量为75%的两种钢的退火试样进行织构测试和EBSD分析.对比分析发现,卷取温度、冷轧压下量对退火后的无B 08Al钢和含B 08A1钢成形性能及力学性能的影响显著,ODF和EBSD分析表明,含B钢中的γ纤维织构组分要低于无B钢,而旋转立方织构({001}《110》)和Goss织构({011}《100》)明显高于无B钢.     

1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场与温度场数值模拟

为研究连铸工艺参数对结晶器内部钢液的作用规律,对涟钢1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场和温度场进行了系统的数值模拟,研究了不同吹氩量(0～7 L/min)、不同水口浸入深度(110～150 mm)和不同拉速(0.9～1.2 m/min)对结晶器内钢液行为的综合影响。结果表明,随着吹氩量增加,自由液面的钢液流速和温度总体呈现降低的趋势;随着水口浸入深度增加,自由液面的钢液流速先降低后增加;随着拉速增加,自由液面的钢液流速增加;水口浸入深度和拉速对温度场的影响较小。当吹氩量为5 L/min、水口浸入深度为130 mm、拉速为0.9 m/min时,结晶器自由液面具有较小的钢液流速和湍动能,同时液面具有较好的温度均匀性。通过数值模拟研究,为合理选择结晶器相关工艺参数提供了理论依据。