薄壁球形容器爆破压力计算公式精度研究

建立了钢制薄壁球形容器爆破压力计算公式精度的评价指标。基于55组球形容器爆破压力实测数据,计算并对比分析了中径公式、福贝尔公式以及相关文献提出的两种计算公式的精度指标数值。研究表明,对多层球形容器,当材料屈强比为0.7209~0.8475且容器径比为1.053~1.107时,中径公式准确度(计算值与实测值之比)平均值为0.9770,变异系数为0.0354;对单层球形容器,当材料屈强比为0.3362~0.5208且容器径比为1.109~1.257时,中径公式准确度平均值为1.1853,变异系数为0.0998。在4种球形容器爆破压力计算公式中,中径公式计算结果精度高、稳定性好且适用性广。     

超高压圆筒形容器爆破压力计算公式的比较

基于容器径比范围为1.33~4.71与容器材料屈强比范围为0.402 7~0.885 2的30组试验数据,对计算超高压圆筒形容器爆破压力的有关公式进行了分析比较,得到如下结论:(1)超高压圆筒形容器爆破压力实测值与福贝尔(Faupel)公式计算值之比的准确度为1.025 0,变异系数为0.091 43;(2)与有关公式相比,福贝尔公式具有准确度高、变异系数小和适用性广的特点。(3)采用组合与置换的方法适当改进具有普适性的传统经典公式,可提高特定容器的设计精度。     

钢制薄壁容器爆破压力计算公式评价

为给工程设计领域提供合适的钢制薄壁压力容器爆破压力计算公式,建立了计算公式精度的评价指标与适用性的评价因素。基于59组钢制薄壁多层与单层球形容器爆破压力实测数据,在相同与不同应用范围,分别分析比较了中径公式与其他三种计算公式的精度与适用性。研究表明,中径公式计算钢制薄壁多层球形容器爆破压力的准确性好且集中性高,计算钢制薄壁单层球形容器爆破压力的集中性高;中径公式可用于钢制薄壁球形容器爆破压力的工程设计计算。     

超高压容器爆破压力计算公式的精度比较

应用数理统计知识,构建了超高压容器爆破压力计算公式精度的比较方法,基于实测爆破压力范围220.7～1 326.3 MPa的试验数据,对流变应力公式与福贝尔公式的精度进行了分析比较。研究表明:在显著度为0. 05时,实测爆破压力与两个公式理论值之比基本符合正态分布的随机变量;在双侧置信度为98%时,两个随机变量的分布参数无显著差异,可视为同一个符合正态分布的随机变量;该随机变量的均值位于1. 004 4～1. 047 2之间,标准差位于0. 061 24～0. 107 8之间,变异系数位于0. 058 48～0. 107 3之间;若设计压力不低于100 MPa,流变应力公式与福贝尔公式的精度无显著差异。     

基于许用可靠度的超高压圆筒爆破安全系数

基于钢制薄壁压力容器的可靠性研究,确定了超高压圆筒在耐压试验与正常操作状态下的许用可靠度系数,采用应力-强度干涉模型,建立了超高压圆筒爆破安全系数、试验压力系数与许用可靠度系数三者之间的关系。研究表明:1)超高压容器爆破压力许用可靠度系数,在耐压试验时的范围应不小于3.31且不大于6.81,在正常操作时应不小于3.91且不大于7.57。2)基于满足许用可靠度系数范围,采用福贝尔(Faupel)公式设计径比在1.33与4.71之间的超高压圆筒,当圆筒材料的屈强比在0.4997与0.8852之间时,爆破安全系数的最小值为2.50,对应的试验压力系数应不小于1.08且不大于1.25。     

承压圆筒爆破强度预测公式的精度和稳定性

为给选择公式或拓展公式应用范围提供依据,应用概率论知识和数理统计理论,建立了公式稳定性与精度的比较与评价方法.基于承压圆筒实际爆破压力与有关公式计算值之比是基本符合正态分布随机变量的研究,从分布参数波动范围的变化系数比较与评价公式稳定性,从分布参数取值区间的重合度比较与评价公式精度.在双侧置信度98％时和公式的应用范围内,比较与评价了中径公式、特雷斯卡公式、福贝尔公式与流变应力公式的稳定性和精度.研究表明:(1)稳定性与精度不降低是选择公式或拓展公式应用范围的基本条件;(2)对于单层承压圆筒,中径公式的实测爆破压力应用范围,可由标准规定的不超过105 MPa拓展到不超过329.6 MPa,公式的稳定性明显提高且精度不降低;特雷斯卡公式的实测爆破压力应用范围,可由标准规定的位于91.0 MPa～300 MPa之间拓展到不超过329.6 MPa,公式的稳定性明显提高且精度不降低;在实测爆破压力不超过329.6 MPa时,中径公式与特雷斯卡公式的稳定性与精度无显著差异;在流变应力公式的应用范围为实测爆破压力不低于220 MPa,以及福贝尔公式的应用范围为实测爆破压力不低于250 MPa时,两个公式的精度没有明显差异,流变应力公式的稳定性明显比福贝尔公式好;当中径公式或特雷斯卡公式应用范围为实测爆破压力不超过329.6 MPa,以及流变应力公式的应用范围为实测爆破压力不低于220 MPa时,中径公式或特雷斯卡公式的稳定性明显比流变应力公式的好,精度也高于流变应力公式.(3)对于实测爆破压力不超过209.7 MPa的扁平绕带式压力容器,中径公式的精度和稳定性比单层承压圆筒爆破压力的4个预测公式低.     

单层圆筒容器爆破压力的概率分布

研究单层圆筒容器爆破压力的概率分布,是建立压力容器的可靠性设计方法和构建压力容器强度计算公式精度评价体系的一项基础工作。基于84组单层圆筒容器的实测爆破压力,应用数理统计理论的假设检验方法,对单层圆筒容器爆破压力的概率分布进行了分析。研究表明:(1)根据中国标准的工程实践,按设计压力可将容器爆破压力计算公式的应用范围划分为3个总体:设计压力不超过35 MPa,位于35 MPa～100 MPa之间,以及不超过100 MPa。(2)根据设计压力与爆破压力的关系,公式应用范围样本的实测爆破压力为:不超过105. 5 MPa,位于91. 0 MPa～329. 6 MPa之间,以及不超过329. 6 MPa。(3)显著度为0. 05时,样本实测爆破压力与中径公式和Tresca公式计算值之比,是6个符合正态分布的随机变量。(4)在双侧置信度为98%时,分别得到6个随机变量分布参数的取值范围。     

拓展设计公式应用范围的精度比较法

为改进压力容器强度的设计方法,应用数理统计的假设检验理论,建立了拓展设计公式应用范围的精度比较法。基于52组钢制单层圆筒容器的实测爆破压力,比较了中径公式与Tresca公式的精度,根据精度不降低原理拓展了公式的应用范围。研究表明:(1)根据压力容器标准的应用实践,按设计压力分别确定设计公式的基准范围与拟拓展范围。(2)根据设计压力与实测爆破压力的关系,分别确定基准范围与拟拓展范围样本的爆破压力实测值。(3)显著度为0.05时,基准范围与拟拓展范围样本的实测爆破压力与设计公式计算值之比,分别是符合正态分布的随机变量。(4)中径公式在其拟拓展范围的精度与其基准范围的基本相同,Tresca公式在其拟拓展范围的精度高于其基准范围的。(5)将适用范围拓展到设计压力不超过100 MPa时,中径公式与Tresca公式的精度基本相同。     

小口径TP2铜管爆破压力的概率分布

研究小口径TP2铜管爆破压力的概率分布是建立其可靠性设计方法的基础。应用数理统计理论与方法,基于16组爆破压力实测数据,对小口径TP2铜管爆破压力的分布规律与分布参数进行了探索。研究表明,小口径TP2铜管实测爆破压力与中径公式计算值之比,在显著度为0. 05时是基本符合正态分布的随机变量;在双侧置信度为98%时,该随机变量的均值位于0. 980 9～1. 032 1之间,标准差位于0. 025 18～0. 065 38之间,变异系数位于0. 024 40～0. 066 65之间。     

承压设备强度设计公式的适应性与可靠性研究

为给选择合适的承压设备强度设计公式提供依据,以及为建立承压设备强度设计的可靠性方法,将扁平绕带容器爆破压力实际值与公式计算值之比视为随机变量,应用数理统计和概率论知识,讨论了随机变量统计样本的有效性与同质性,分析了随机变量的分布规律,构建了随机变量的分布参数的比较方法.从精度和稳定性两个方面,建立了公式工程适应性的评价指标与方法.以扁平绕带模拟容器爆破压力的15组实测数据与扁平绕带工业规模容器爆破压力的5组实测数据为例,分析比较了与4个爆破压力计算公式对应随机变量的分布规律和分布参数,评价了相应公式的工程适应性.研究结果表明:(1)4个公式相应随机变量的统计样本在双侧置信度为99％时具有有效性与同质性;有3个随机变量在显著度为0.05时基本符合正态分布,双侧置信度为98％时,得到其分布参数的取值区间.(2)在3个基本符合正态分布随机变量中,其中2个随机变量的分布参数无显著差异,但与另外1个的分布参数存在显著差异.     

STUDY ON THE PRESSURE IN PLASMA ARC

The axial pressure in plasma arc is measured under different conditions. The effects of the parameters, such as welding current, plasma gas flow rate, electrode setback and arc length, on the pressure in plasma arc are investigated and quantitative analyzed to explain the relationship between the quality of weld and the matching of parameters in plasma arc welding process.     

高温压力传感器技术研究

提出的基于MEMS技术的耐高温压力传感器,采用耐高温SOI力敏元件以及梁膜组合设计,保证传感器有较高频响的同时,具有耐平衡高温和瞬时超高温的能力.研制的耐高温压力传感器可以用于0～220 ℃恶劣环境条件下的压力测量,并能解决1000 ℃的瞬时冲击.给出了传感器的结构模型和实测数据,得到比较满意结果.     

关于水轮机压力管道经济直径的确定

本文对目前所采用的各种经济管径的计算公式进行了分析,阐明了诸法尚欠完善。从本轮机的工作特点与具体情况出发,提出了一种确定经济管径的新公式,其特点为：（1）提出了综合参数“λ”与水头函数H（D）的概念,从而将复杂的水锤现象作为一个影响因素予以考虑。（2）水力损失的计算较准确,能够反映出直径的变化对摩阻系数的影响。（3）不需要再进行包括水锤计算校核在内的技术经济比较,确定经济管径的步骤简便,对于中小型水电站的设计尤为适合。可供制定有关设计规范时参考。     

汽车排气消声器的压力损失仿真研究

基于流体力学的方法,运用数值计算找出不同流速下消声器的压力损失。然后利用Fluent软件对某款消声器的压力损失进行仿真分析,研究消声器结构对压力损失的影响,分析压力损失产生的原因。在此基础上对消声器的结构进行优化。研究结果表明,消声器内插管和穿孔率的合理布置可以有效降低压力损失,进而为消声器的优化设计提供依据。     

变压吸附器相关结构设计问题探讨

吸附器筒体上加设垫板和保温支撑圈,会造成筒体外壁出现局部不连续结构,引起应力集中现象,严重影响吸附器的疲劳性能。基于有限元分析结果表明:在吸附器筒体上加设垫板和保温支撑圈,其疲劳寿命不到设计寿命的16.8%和3.07%,远未达到吸附器的设计要求,结构设计不合理。将直梯设计成上端固定在吸附器联合操作平台,下端固定在裙座或土建基础上;将吸附器保温支撑圈设计成披挂式结构,可完全避免结构件与吸附器筒体的焊接,防止疲劳裂纹的产生,满足有关设计要求。     

凸轮机构的压力角及其基本尺寸

对于平面直动和摆动从动件凸轮（连杆）机构,当把复杂的从动件运动规律应用于凸轮机构的合成设计或简化设计时,本文给出了精确计算凸轮机构最大压力角及其作用位置,以及根据允许压力确定基本尺寸的一般方法。本文给出的计算公式,适用于计算器的手算和电算。本文末给出了几个计算实例,并由这些实例中的已知条件,分析了各种不同的从动件运动规律对最大压力角及其作用位置的影响。     

某型航空发动机高温总压探针基础激励疲劳寿命研究

被试航空发动机内涵高温区测试探针的可靠性直接关系发动机试飞试验安全,对其进行疲劳寿命进行预估十分必要。根据Steinberg提出的基于高斯分布和Miner法则的三区间法,结合某型发动机低压涡轮导向叶片截面的总压探针试验时工作环境,推导出发动机基础激励下该总压探针疲劳寿命模型;通过对总压探针所安装的发动机大量试飞试验数据统计分析,得到该总压探针的实际工作温度环境,并进行温度区间划分,计算各区间时间占比、平均频率等;最后通过Ansys软件计算该总压探针在划分的各温度区间下的最大等效应力,代入疲劳寿命模型得出该总压探针的疲劳寿命,从而为被试发动机试飞试验的安全可靠性提供参考。     

基于压力容器缺陷量化的综合安全评价方法

将磁记忆检测与模糊评判理论应用到压力容器综合安全评价中,建立了压力容器的综合安全评价模型。运用磁记忆检测方法和相应缺陷量化公式得到压力容器的缺陷参数;提出基于压力容器的疲劳、断裂评定方法获得疲劳、断裂失效的隶属度;根据建立的因素集、评价集和权重集,采用加权平均法实现对压力容器的综合安全评价;最终获得了一种压力容器缺陷量化的综合安全评价方法,并给出计算实例。     

辊间压力分布影响因素的研究

四辊轧机辊间压力的分布将直接影响轧机负载辊缝形状,轧辊磨损情况以及轧辊强度的准确校核。本文采用分割单元法,研究了轧件宽度,轧辊直径,弯辊力,轧辊辊型,轧制压力分布等诸多因素对辊间压力分布的影响,给出了辊间压力分布规律,理论计算值与实测数据吻合较好,研究结果对于板形凸度计算及轧机设计有一定的借鉴作用。     

钢轨打磨过程中打磨压力波动行为分析

钢轨打磨列车作业时存在一定打磨压力波动,从而影响打磨钢轨的表面不平顺。在考虑加载机构的运动行为及砂轮-钢轨接触行为的基础上,建立了打磨小车动力学分析模型,利用该模型研究了钢轨高低不平顺、打磨速度、钢轨波磨、打磨小车结构参数等因素对钢轨打磨压力波动的影响。结果表明:轨道高低不平顺是打磨压力产生波动的主要原因;提高打磨速度,打磨压力波动减小;特定的钢轨波磨波长会使打磨机构产生共振,导致打磨压力波动出现峰值;优化打磨小车一系定位刚度和打磨单元的轻量化有利于减小打磨压力波动,提高钢轨打磨作业的稳定性。