基于ADINA进行隔膜泵液力端流固耦合分析

在隔膜泵中,导杆在导杆支架内部往复运动,进而通过导杆磁环位置的反馈保证隔膜在正常范围之内运动。而在少数工况恶劣条件下,隔膜腔内料浆流量的脉动急剧突变,使导杆有被拉出导杆支架的风险,本文讨论了是否能在不影响隔膜腔内隔膜变形规律的条件下,通过修改隔膜室盖的凸起尺寸来限制导杆极限位置,进而保护导杆不脱离导杆支架。通过对两种结构的液力端进行流固耦合分析对比,证明了改进隔膜室盖尺寸并不会影响隔膜的运动规律。     

基于流固耦合研究工作压力对隔膜泵球阀运动规律的影响

在隔膜泵中,泵阀是隔膜泵最主要的易损件,球阀作为泵阀的一种,在各种压力和流量等级的隔膜泵中有着越来越广泛的应用。目前,对于隔膜泵锥阀的研究已经有了比较完备的结论,可以进行指导设计,但是,关于隔膜泵用球阀的研究仍然较少。工作压力是隔膜泵设计过程中最为重要的参数之一,是由工艺系统决定的固定参数,因此需要根据不同的工作压力,有所区别地进行球阀的设计。该文采用流固耦合分析手段得出隔膜泵球阀的运动机理,对比隔膜泵不同工作压力对球阀运动机理的影响。     

基于流固耦合分析研究工作压力对隔膜泵泵阀运动规律的影响

泵阀是隔膜泵最主要的易损件,泵阀的寿命是影响隔膜泵连续运转率高低的主要因素。经过工业实践发现,随着隔膜泵工作压力的升高,泵阀的使用寿命降低。工作压力是隔膜泵设计过程中最为重要的参数之一,由工艺系统决定的固定参数,因此,需根据不同的工作压力对泵阀进行有区别地设计。本文采用流固耦合分析手段得出阀的运动机理,对比不同工作压力对泵阀运动机理的影响,以此研究为基础,针对不同工作压力设计合理的泵阀结构,提高泵阀的使用寿命。     

基于流固耦合分析研究阀弹簧刚度对隔膜泵泵阀运动规律的影响

泵阀是隔膜泵最为主要的易损件,其寿命是影响隔膜泵连续运转率的主要因素。其中泵阀的关闭速度是影响阀寿命的重要因素,减小泵阀关闭速度有利于提高泵阀的使用寿命。阀弹簧除了有助于泵阀的及时关闭,保证泵的容积效率,而且改变阀弹簧的刚度可以改变泵阀的关闭速度。本文采用流固耦合分析手段得出阀的关闭速度,对比不同弹簧刚度对泵阀关闭速度的影响,从而优化泵阀弹簧刚度,提高泵阀的使用寿命。     

基于ADINA模拟隔膜泵氮气包气囊工作过程

隔膜泵受结构特点影响,在工作过程中会造成进出料系统的流量和压力脉动。因此,隔膜泵采用进出料脉动虚弱系统来降低脉动影响,其中,氮气包是进出料补偿系统的核心部件,由氮气包壳体和橡胶气囊组成,通过气囊内的可压缩气体体积变化进行脉动补偿。而气囊的整个变形过程是影响其寿命的重要因素。因此,本文采用流固耦合的方法模拟气囊在充气以及承受工作压力过程的整个运动情况,确定橡胶隔膜的最大应力,以此确定隔膜是否满足寿命要求。     

基于ANSYS的高压隔膜泵液力端关键件强度对比分析

腔体和隔膜腔是大型高压隔膜泵液力端的关键部件,也是重量最大的关键件。在隔膜泵的设计过程中,应依据其实际所受载荷对其进行强度分析,以确保隔膜泵运行过程中的安全性和可靠性。本文以大型高压隔膜泵液力端腔体和隔膜腔为研究对象,采用有限元软件ANSYS对其不同进行强度分析并对分析结果进行校核,以达到优化设计方案和和降低产品生产成本的目的,计算所得结果对于大型高压隔膜泵的设计和研发均具有指导意义。     

大型高压隔膜泵液力端柱塞加工工艺研究

作为隔膜泵液力端阀箱重要组成零件,柱塞与压紧环、双头螺柱、进出料阀内外螺母构成了阀盖压紧装置。阀盖压紧装置能保证阀箱在高压力下安全的正常工作,其中的密封性与受压情况是关键点。本文以柱塞加工工艺为例,结合各项工序(包含下料、冷热加工及零件存放),分别进行工艺方案分析,设备的选择,刀具,工装确定,数控程序的编制,最终形成可以指导生产的工艺文件。     

ADINA在往复式隔膜泵中的应用

管道化输送在节能减排与环境保护方面具有突出的优势,已在诸多行业中获得了应用,并且近些年取得了突飞猛进的发展。往复式隔膜泵作为管道化输送的核心设备,技术的改进与发展具有非常重大的意义。由于往复式隔膜泵的结构和工作原理的特殊性,对于计算软件的要求非常严格,作为一款性能突出的有限元软件,ADINA很好的完成了各种要求并且在隔膜泵的设计中发挥了重要作用。本文主要介绍ADINA在隔膜泵设计中的主要应用,突出了ADINA在隐式动力学和流固耦合计算方面的强大优势。     

大型隔膜泵液力端阀件设计理论研究

阀件是隔膜泵的重要组成部分,也是设备运行中的主要易损零件,其使用性能与使用寿命不仅直接影响着隔膜泵的工作特性,也影响着隔膜泵的维护保养成本。由于阀件运动条件与运动过程的复杂性,阀件设计过程中主要是通过比照设计来进行新通径等特殊阀件的设计,这种新阀件在使用过程中存在着极大的不确定性。本文基于冲击和冲刷对阀件的破坏,通过对阀件破坏形式与破坏理论的分析,结合阀件在用户现场的使用情况,确定了阀件结构设计的基本准则。对锥阀阀件冲击和冲刷因素造成的损坏进行研究,对输送浆体的粘度和米勒数等因素造成的阀件损坏不作研究。     

考虑流固耦合的管内压力波传递特性分析

考虑流体的科氏力、离心力以及迁移力,导出直管14方程的流固耦合模型,建立不同管段间的角度转换矩阵和流体压力波透射边界的传递矩阵,并验证了该模型及算法的正确性。通过改变介质参数、流体边界条件以及管段间的夹角,对流固耦合作用下的管内压力波传递特性的影响规律及其特征进行了分析和研究。结果表明,由于流固耦合的作用,即使流体在透射边界时,弹性管内亦会出现一定的驻波,且管内介质及管道属性越相近,驻波现象越明显;流固耦合对压力波的影响在流体为“绝对硬”边界时达到最大;当管道强制流体改变运动方向时,由于Burdon耦合的作用,使得压力波的频域响应共振峰增多,并且这些新增的共振峰受转角影响更为明显。     

大型隔膜泵十字头滑板与导板的热力耦合分析

隔膜泵动力端十字头在运动过程中,由于摩擦效应,滑板与导板之间会产生热量。为了得到滑板与导板之间的局部温升及应力分布情况,应用有限元软件ADINA的热力耦合算法对其运动进行分析,得到了滑板与导板接触面上的温度、应力分布云图及最高温度随时间变化曲线,为研究十字头滑板、导板材料表面损伤机制提供了依据,同时为隔膜泵中冷却润滑液用量的确定提供了依据。     

流固耦合船体结构振动计算研究

本文基于水弹性理论，对船体结构的流固耦合振动问题进行了研究，计算分析了波浪中的船体结构振动的固有频率及响应，取得了一些有价值的结果，为实际的船舶设计提供了一定的参考依据。     

流固耦合管道系统的模态分析和汽蚀监测

运用数值计算和试验研究相结合的方法对流固耦合管道系统进行模态分析,并将其用于轴流泵的汽蚀共振分析,从而提出了水泵汽蚀监测的振动分析法。     

考虑流固耦合作用的舰船抗冲击仿真计算

应用有限元方法,建立船体及流体的三维有限元模型,对大型船体在流固耦合作用下的反冲力冲击响应 做出了数值预测,验证了大型有限元软件ANSYS在计算复杂结构的响应中应用的可行性。     

流固耦合有限元法用于油底壳模态计算

本文运用流固耦合有限元法，对有润滑油存在的油底壳进行了耦合模态计算，发现润滑油的存在对油底壳的模态频率和振型影响较大。由于流体的存在，使油底壳的模态频率大幅下降，振型也发生了较大变化。本文还通过计算对上述影响进行了数值预报。     

高压隔膜泵箱体加工方案研究

本文通过对大型高压隔膜泵箱体的结构、使用状态及工艺特点进行分析,结合生产实践,归纳总结出合适并可实施的箱体加工工艺路线,并针对箱体加工难点进行细致分析,为进一步改进加工工艺提供借鉴。     

考虑流固耦合作用屋顶游泳池减振效应研究

某结构计划在屋顶设计标准游泳池,游泳池下部为一大跨度多功能会议室,对其进行抗振性能研究成为设计方案能否实施的关键。该文将屋顶游泳池视为调谐液体阻尼器(TLD)装置,基于位移-压力格式有限元方法,给出了TLD-结构体系流固耦合运动方程。应用ABAQUS软件建立了流固耦合实体模型,并基于TLD等效非线性调谐质量阻尼器(TMD)理论,在SAUSAGE中建立了等效调谐质量(等效TMD)模型。研究了地震荷载作用下屋顶游泳池对结构抗振性能的影响,分析了流固耦合作用的减振效率。研究结果表明：流固耦合运动方程求解与ABAQUS软件数值模拟的位移与加速度时程曲线具有较好的一致性,验证了流固耦合运动方程的准确性;大跨屋顶标准游泳池对结构在X与Y方向的地震响应均有明显的抑制作用,结构的第一阶模态振动减振效果要优于第二阶模态;流固耦合模型在地震作用下的楼层位移与基底减振率相较于不考虑流固耦合作用的等效调谐质量模型有明显提高,在设计屋顶游泳池时应充分考虑流固耦合作用的影响。     

流固耦合问题的PD-SPH建模与分析

针对涉及结构变形破坏的流固耦合(Fluid-structure interaction, FSI)问题,提出一种基于虚粒子和排斥力的近场动力学(Peridynamics, PD)-光滑粒子动力学(Smoothed particle hydrodynamics, SPH)耦合方法。结合PD方法求解不连续问题以及SPH方法在流体模拟方面的优势,分别采用PD方法与SPH方法求解固体域和流体域,并通过流体粒子-虚粒子接触算法处理流-固界面,既能利用粒子间排斥力有效防止粒子穿透现象发生,又能利用虚粒子修正流体粒子的边界缺陷,提高计算精度。采用PD-SPH耦合方法模拟静水压力作用下的铝板变形问题以及溃坝水流冲击弹性板问题,所得结果与解析解或其它数值结果吻合良好,验证了耦合方法的可行性和有效性。进一步应用耦合方法模拟了流体作用下的结构变形、破坏以及破坏后部分结构运动全过程,验证了PD-SPH耦合方法在流固耦合-结构破坏问题模拟方面的适用性。     

基于流固耦合加载技术的DDA方法

针对目前DDA方法尚没有实现对爆炸荷载耦合加载,而常用的两种爆炸荷载等效加载方法又存在不足的现状,在原DDA程序中引入基于空间网格覆盖判断的耦合加载子程序,并用来模拟集中药包爆破。结果表明:基于网格覆盖判断的耦合技术的DDA方法,能体现岩石爆破中爆生气体和爆炸冲击波共同作用;能实现爆生产物气体对周围岩石介质的准确、持续加载;能体现最小抵抗线对爆生气体作用时间的影响;能够较好地对模拟岩石爆破过程中,爆炸产物气体对孔壁的作用,产物气体在裂缝中泄漏时对裂缝的扩张作用,以及抛掷过程中产物气体对岩块的驱动作用。     

基于ADINA的大型隔膜泵氮气包四通流固耦合分析

氮气包式蓄能器是通过氮气受压后的体积变化来起到缓冲的作用从而降低脉动率。隔膜泵为往复泵中的一种,受隔膜泵工作原理的影响,矿浆输送过程中会产生流量与压力脉动。由于个别行业对于脉动的要求较高,因此,在隔膜泵设计中利用氮气包来降低流道的脉动率。其中,氮气包四通的流道结构是影响氮气包作用的因素之一。本文利用有限元分析软件ADINA对氮气包四通进行流固耦合分析,对比不同结构的四通对脉动率的影响,确定更优的氮气包四通结构。