拱顶储罐顶壁连接处破坏机理研究与试验验证

以容积为640,3200和6800 m3立式拱顶储罐为研究对象,参照API 650—2005报告中Safe-Roof软件对储罐的轴对称分析,采用有限元分析软件Ansys分别建立储罐的轴对称和空间有限元模型,提出了储罐顶壁连接处破坏条件的判断方法。并通过推导储罐理论破坏公式与有限元计算结果相互验证,最后通过模型试验验证了储罐破坏条件的正确性。     

采用超声导波的储罐罐顶腐蚀深度检测方法

目的:目前对石油储罐的检测评估主要是针对罐底、罐壁等部位,但是对储罐罐顶的检测还没有受到足够重视。然而,储罐罐顶结构复杂,工作环境特殊易发生腐蚀,严重时会引起火灾等重大安全事故,因此,对储罐罐顶腐蚀缺陷的检测具有十分重要的意义。方法:提出基于Lamb波的反射/透射信号幅值比系数法,用于储罐罐顶腐蚀深度程度评估。通过分析腐蚀缺陷对导波的调制机理,研究了腐蚀深度与反射波和透射波信号幅值间的关系,进而推导了基于导波传播衰减特性的反射/透射信号幅值比系数理论表达式,通过数值分析和电化学腐蚀深度实验验证了腐蚀深度与幅值比系数间的关系。结果实验结果表明:导波传播衰减因子β为0.5~(1/2),1和2~(1/2)时,均能对3 mm板厚的腐蚀缺陷进行深度等级的划分;在某石化基地进行了实际测试,成功将罐顶腐蚀程度划分为了轻微、中等和严重腐蚀三个等级。结论该方法有效实现了腐蚀缺陷深度评估,可为板状结构的腐蚀缺陷程度评估提供指导。     

储罐罐底结构失效的数值分析

储罐罐底结构失效主要有罐底板提离变形、角焊缝撕裂以及屈曲变形等。通过建立储罐罐底结构失效有限元分析模型,结合断裂力学及损伤理论,研究了在罐内超压工况条件下的罐底提离变形以及罐底角焊缝撕裂结构失效,结果表明,罐内超压会导致储罐罐底发生提离变形,同时角焊缝位置处的应力集中会导致焊缝裂纹扩展,进而导致角焊缝撕裂,与工程实际中事故案例结构失效相吻合。     

基于ANSYS的新型罐箱结构强度分析及试验验证

针对保温罐箱容积小、卸料口处三角筋易出现裂纹等问题,参照ASME和GB150的相关规定,在考虑工艺减薄量与腐蚀余量等因素的基础上开发了新型大容积罐箱,并对卸料口处结构进行了改进。利用ANSYS对IMDG中最危险的向前冲击工况进行分析,并通过试验得到该工况下新型大容积罐箱的最大变形量与最大应力。分析结果表明:新型大容积罐箱结构强度满足设计要求。     

基于有限元等效模型的大型膜顶搪瓷拼装储罐安全性分析

为了提高储罐的安全性,建立了大型膜顶储罐的等效分析模型,分析不同工况下罐体壁板及其零部件的应力及变形,探究拉筋带数量、中心立柱高度等对罐体的应力及变形的影响规律,求解得到了其最优值。结果表明：在膜顶拼装储罐未产气加上雨雪天气影响等极端工况下,储罐的罐壁以及抗风圈发生失效,需要对储罐结构进行优化以提高罐体安全性;拉筋带数量和中心立柱高度是影响罐体安全性的主要因素,拉筋带数量增加到80根,中心立柱与拉筋带夹角增大到77.5°可以有效提高罐体的安全性;首层壁板厚度和膜压已为最优值,满足罐体安全性要求。所得结论可提高拼接罐体的可靠性,为后续拼接罐体的设计提供参考。     

偏心梁结构的有限元分析与试验验证

本文运用有限元商业软件MSC.Nastran有限元建模对中性轴的偏置设置,对比分析了飞机气密侧墙结构静强度,并与试验测量结果进行比较,给出了一定参考价值的相关结论。     

振动试验夹具结构动态设计及试验验证

针对传统振动试验夹具结构动态设计主要依靠经验及公式粗略计算的不足,通过构建某夹具的3维有限元模型,利用模态分析对夹具固有频率、低阶振型进行预测,对不满足要求的夹具进行改进。利用随机振动分析从固有频率、振动放大因子、正交运动范围、各固定点间振动量值差别4个方面对改进后的夹具进行仿真计算,并与试验结果对比,验证仿真结果的可靠性,判断夹具设计满足振动试验要求。     

某夹具结构模态仿真与试验及相关性验证

针对某雷达夹具,首先系统地介绍了LMS试验模态测试方法,得到了该结构的固有频率与振型,进一步使用有限元方法计算了结构的自由模态.在此基础上,研究了仿真模态结果与试验模态结果的差异,给出了相关性分析的预处理方法,进而得到了试验模态与仿真模态的相关性结果,验证了仿真模型的有效性,为进一步的频谱分析,减少样机试验奠定基础.     

电子设备防水密封结构分析及试验验证

环境中的温度变化可导致电子设备的呼吸效应,导致设备内部大量积水,其功能会遭到严重破坏。分析了呼吸效应的原理,介绍了常用防水结构的特点,对密封结构的特点做了比较,通过试验得到能够防止呼吸效应的密封结构形式及不同密封结构的适用环境。     

金刚石空心磨头结构仿真及试验验证

主要采用有限元软件对金刚石空心磨头磨削工程陶瓷过程中金刚石空心磨头的结构破坏分析,对刀具强度和刚度影响较为显著的壁厚和外径进行仿真,结果表明随着刀具壁厚的增加,刀具整体受到的等效应力明显减小,刀具外径增大的同时磨削力增大,材料去除率增大且刀具较易破坏,最终找出磨削工程陶瓷合理的刀具结构参数。最后利用金刚石空心磨头对工程陶瓷进行加工,金刚石空心磨头未发生破坏。     

复合材料修复铝合金构件的刚度分析和试验验证

用ANASY有限元分析软件对复合材料修复铝合金结构的刚度进行数值分析，研究了开孔损伤对铝合金板结构刚度和应力扰动区范围的影响。结果表明：开孔损伤对铝合金板的平均刚度有很大的影响，且修补所用复合材料补片存在临界长度。此结果在试验中得到了验证。     

试验机大型改装结构静强度数值仿真与试验验证

针对飞行试验对试验飞机大型改装结构提出的高安全性需求,设计了大型改装结构的静强度数值仿真与试验验证流程,分析了部段级装配结构进行数值仿真与静力试验的误差来源,采用以静强度试验结果为基准的基于灵敏度的多点搜索算法对有限元模型进行修正,以保证试验机在试验包线内的结构静强度满足要求。应用该流程与方法于某发动机试验短舱主承力结构设计中,开展了结构设计与优化、静强度试验设计与实施、数据处理与计算模型修正、非试验载荷工况的验算等工作,验证了上述流程与方法的有效性,实现了试验机大型改装结构静强度数值仿真与试验验证的全流程闭环。     

静电驱动MEMS柔性结构的变形分析与试验验证

针对静电驱动MEMS柔性梁的变形特性进行分析,依据静电场理论及伪刚体理论,考虑静电力非均匀分布载荷的基本特征、静电力与柔性梁变形之间的耦合作用及可能存在的边缘电场对静电力的影响,建立不同电压下求解柔性梁变形的数学模型,同时给出静电吸合电压的计算式。设计并加工了MEMS柔性梁,采用文中所建模型计算了柔性梁的变形,同时搭建试验测试系统测试柔性梁的变形及静电吸合电压,与理论计算结果具有较好的一致性,验证了文中建立的数学模型的正确性。     

复材双搭胶接结构应力分析与试验研究

飞机复材结构连接的趋势是向着无紧固件方向发展,常采用双搭胶接连接,该连接接头处的胶层剪应力分布是分析双搭胶接连接强度和预测整体复材结构失效的关键问题。建立了基于经典弹性理论的复材双搭胶接结构应力分析理论模型,得到了胶层剪应力分布的解析解,并与根据所测得应变提出的基于经典弹性理论和基于经典层压板理论的应力计算方法得出的胶层剪应力分布结果相比较。结果表明:胶层剪应力分布曲线吻合度较高,峰值相差不超过10.9%。     

单孔管道修复结构的全尺寸试验

管道现场抢修常用两种修复方式,一种是扣帽子,一种是补板.分别对扣帽子和补板方式修复的φ711×10管道进行全尺寸爆破试验,测量修复管道中的应变分布.结果表明,焊接帽子或补板的存在使管道修复部位的应力分布不均匀,出现一定程度的应力集中.焊接帽子和焊接补板修复的管道的屈服强度相近,约为完好管道屈服强度的85%.但焊接"帽子"对小孔处的变形约束作用小于焊接"补板"对小孔处变形约束作用,在管材没有足够韧性的情况下,容易引起管道在开孔处撕裂;焊接帽子和焊接补板修复的管道的爆破压力均低于但接近于完好管道的爆破压力,管道的破裂位置均远离焊接帽子或补板处,爆破是由于最大剪应力引起的韧性破坏.试验结果可以为打孔管道修复结构的安全性评价提供参考.     

内浮顶储罐油气泄漏的控制与管理探讨

本文对内浮顶储罐的发展情况进行分析,对其结构性能进行了解,并且对导致其罐内浮盘油气泄漏的因素进行了综合研究,分析了泄漏后可能出现的后果,并从内浮顶储罐设计结构、作业操作方式及日常管理内容出发,制定了有针对性的解决措施。     

简便的膜材预张力测量法及测量仪器验证试验

为了满足我国目前膜结构行业的工程需要,从根本上寻找一个方便、可靠并且精确度较高的膜材预张力测量方法,根据建筑膜材的力学性能,研究了一定尺寸的膜片的预张力与所施加的平面外气压的关系,提出了一个便捷的膜材预张力测量方法--拟索法.该方法是通过可控制、可量测的气压值反推出膜材在各方向上的预张力.以此方法为原理制作而成的测量仪器,其操作的可靠性及测量结果的精确性在最后的试验中得到了验证.     

轻型轨道客车车体结构优化及试验验证

为提升车体结构在轻量化设计过程中的效率和准确性,提出一种基于子模型技术与响应面代理模型相结合的多目标优化设计方法.以某型轻轨客车车体为研究对象,依据EN12663标准对整车车体结构进行静强度分析,确定受力最大部位为铰接区域车体端部.通过位移插值技术建立车体端部子模型,并对其边界条件的正确性进行检验.在此基础上,运用AP...     

永磁涡流联轴器模型结构合理性的试验验证

永磁涡流联轴器是一种新型的传动装置,首先介绍永磁联轴器的工作原理,建立仿真模型,并运用层理论法对永磁涡流联轴器的磁场强度进行计算,进而对转矩进行理论分析.本文选取的是与7.5KW、四级电机相匹配的永磁涡流联轴器作为试验对象,基于Ansoft有限元分析,对模型结构进行仿真分析的同时,采用试验测量平台对模型结构实际转矩的测...     

大容积飞机结构并接充压试验技术

飞机机身气密舱充压试验中,一般采用单通道控制单充气台的方式进行充压。但对于大容积,这种充压方式难以满足试验控制精度。为此,提出一种在原有充压控制的基础上,并接一个充气台进行充压的方法,同时设计了一套新的放气装置。本文对原有充压方法和新方法进行了试验对比。试验结果说明,原充气方式由于充压流量较小难以满足试验要求,而新方法满足了试验的流量需求,试验精度得到了有效控制。该方法充分地利用了现有充压设备,降低了试验成本和风险。