油田火筒加热炉大开孔封头强度研究

油田火筒加热炉密集大开孔封头的设计计算,因没有相应的强度计算标准在一定程度上限制了我国油田火筒加热炉技术的发展。本文利用板壳元模型分别对无任何加强的大开孔封头,有火筒加强的大开孔封头和有十字加强筋的大开孔封头,进行了有限元强度分析计算。理论与实验研究结果表明,本文建立的有限元模型用于大开孔封头强度分析是可行的,计算结果与实测吻合较好,实际应力没有超过材料的许用应力。     

汽水分离再热器封头开孔接管应力分析

采用有限元软件建立了某汽水分离再热器(MSR)蝶形封头开孔接管的有限元模型并进行应力分析,并用弹性分析方法进行强度校核.结果表明,应力最大值发生在接管与封头外壁面相贯处,设计压力条件下应力均满足强度要求.     

立式锅炉大孔区的应力分析与实验研究

本文应用理论和有限元分析方法,对立式锅炉的炉门,灰门大孔区域的应力状态进行了研究,借助电测实验方法对实验锅炉大孔区进行了应力测试。综合有限元分析与测试,提出了大孔结构的强度计算方法与结构要求。     

带人孔加强圈的水管锅炉封头的开孔补强及有限元分析

《水管锅炉受压元件强度计算》标准未包含有关凸形封头利用孔的补强措施以减小封头壁厚的规定.但是对于带人孔加强圈的水管锅炉有孔封头,有时需要在封头的壁厚计算中体现加强圈的补强作用.利用有限元分析方法,对此类封头经开孔补强后的结构进行安全性验证,并探讨类似问题的解决办法.     

碟形封头有限元应力分析及水压试验破坏原因研究

对按常规方法设计的受内压碟形封头进行了有限元应力计算。通过对计算结果的分析，讨论了碟形封头的应力状态和失效形式，对液压试验情况下按常规方法设计的碟形封头容易发生破坏的原因进行了研究。     

亚临界汽包封头开孔强度分析

本文对东方锅炉亚临界锅炉汽包封头开孔进行有限元分析,重点关注开孔部位在GB/9222-2008 9．3 b）规定的弧长1范围内的封头开孔,对按测量壁厚值和设计壁厚值建立的计算模型进行对比分析,对安全阀排放反力和反力的影响进行了分析,并按照分析设计法对汽包封头强度作评定。     

采用应力分析法评估锅炉高温三通强度及其寿命

针对锅炉高温三通的结构特点,提出了评价其强度及寿命的有限元应力分析方法.强度评估采用应力分类原则并使用密赛斯当量应力,总体膜应力区域引入开孔减弱系数概念以避免分析模型复杂化;寿命中的疲劳损伤部分按弹性瞬态考虑,并采用应力指数法简化模型,以提高计算效率;蠕变损伤部分考虑材料的塑性及蠕变松弛作用.以一个实际锅炉三通为例,结合通用有限元软件ANSYS进行了其强度及寿命的计算,结果表明:该三通符合锅炉使用30年的预期,该方法可用于锅炉高温三通的强度及寿命计算.     

SZS50-118-Y(FM106-97)锅炉电测应力试验

FM锅炉是美国B&W公司按ASME法规设计的系列产品,FM锅炉是一种快装锅炉,其对流管束采用密节距,管子上、下端和锅筒的连接采用胀接方法。此锅炉可燃油、天然气及油气混烧,体积紧凑。 北京B&W公司生产的FM锅炉是由美国B&W公司产品引进转化而来,至今已生产出口至印尼数台,目前还正设计新的FM锅炉(系列产品)。 但如果在国内使用FM锅炉和我国法规《蒸汽锅炉安全技术监察规程》及GB9222-88《水管锅炉受压元件强度计算》的规定有几个方面是不相符的,如胀管孔不得开在焊缝上;椭圆封头的开孔孔径与锅筒外径之比应小于0,6;开孔不得在封头边缘等,鉴于上述情况进行了现场实测。本文阐述实验结果及几点结论。     

弧形钢闸门排水孔优化设计及有限元分析

针对弧形钢闸门排水孔优化设计问题,以某水利工程弧形工作闸门为例,基于有限元软件ANSYS平台的APDL参数化设计语言及优化设计,对弧形钢闸门主横梁进行圆形排水孔的优化设计和有限元计算,并观察不同位置孔结构尺寸参数对排水孔周边应力分布的影响。实例计算结果表明,圆形排水孔的设置主要影响主梁腹板孔边的应力分布,最优圆孔高度约为腹板高度的40%;孔半径是影响孔边应力集中系数的主要设计参数,且半径的灵敏度较孔中心位置大。研究成果可为弧形钢闸门排水孔设计及相关平板开孔问题提供参考。     

内压环形管开孔补强分析

通过有限元方法,对内压环形管在沿管壁法向带接管的结构进行应力分析,研究在特殊位置,弯管法线方向开孔时环管及支管中的应力分布,并与直管开孔补强的结果进行对比,总结弯管中非特殊位置的结构开孔时应力分布特点,为弯管开孔补强设计提供参考。     

用三维有限元法对柴油机气缸盖几个设计方案作对比分析

以Z6110型柴油机缸盖为例,采用三维有限元建模对几个缸盖方案进行了结构强度对比分析,计算了气缸盖的温度场、综合应力场。其计算结果和试验结果基本吻合,为柴油机气缸盖结构设计改进提供了理论依据。     

等效应力法在天花板双曲拱坝应力分析中的应用

针对天花板碾压混凝土拱坝应力集中问题,基于拱坝设计规范,对计算结果进行等效应力处理,研究了拱坝等效应力计算方法、编制了相关计算程序,根据天花板双曲拱坝的构造和受力特点构建了三维有限元数值仿真模型,并采用ADINA软件进行应力计算。结果表明,较好解决了天花板拱坝局部应力集中问题,为工程设计提供了参考依据。     

风电机组行星轮系柔性齿圈疲劳寿命研究

为探究风电机组行星轮系柔性内齿圈在动态啮合力作用下的疲劳损伤规律,建立考虑内齿圈结构柔性的行星轮系动力学模型,运用瞬态动力学进行仿真计算得到内齿圈结构应力时域历程,并通过试验验证该动态应力仿真结果的正确性。运用雨流循环计数法及Goodman平均应力修正法得到对称循环应力,随后结合Miner线性损伤理论计算内齿圈结构的弯曲疲劳寿命,分析内齿圈结构变形引起应力变化对疲劳寿命的影响,探讨不同轮缘厚度、支撑数量及不同负载下内齿圈结构疲劳寿命的变化规律。结果表明：内齿圈疲劳寿命受到齿圈结构变形和轮齿变形的共同作用,轮缘越薄内齿圈结构变形越剧烈,各轮齿间寿命差距越大,两支撑间各轮齿疲劳寿命波动趋势越复杂;当齿圈柔性较大时,其最大应力由齿圈结构变形引起且疲劳破坏点由齿根向齿槽偏移,齿圈柔性较小时其疲劳寿命主要取决于轮齿变形。     

大型水轮机顶盖动态特性数值模拟与试验研究

顶盖作为大型水轮机的主要承载部件,在实际运行过程中经常出现振动超标问题,严重威胁整个机组的安全运行。为此,从结构的动态特性出发,基于有限元法,建立了顶盖的高精度动力学仿真模型,采用Block Lanczo法求解得到前6阶固有频率,同步开展模态测试,可发现有限元计算结果与测试结果非常吻合,相同振型的固有频率最大误差仅为5.2%。接着开展工况振动测试,测得了顶盖工作时的径向和轴向最大振幅和振动频率,将此作为输入条件,基于动力学模型进行动力学响应分析,得到了振动状态下顶盖的结构应力。在此基础上,进一步进行谐响应分析,得到激励频率对结构应力的影响规律。结果表明,顶盖径向振动的危害远大于轴向振动,径向振动引起的振动应力为108 MPa,而轴向振动最大工况振动应力仅为36.7 MPa;振动应力随激励频率的变化出现宽幅波动,在81Hz附近,顶盖应力均存在明显应力尖峰值。     

大型水工弧形钢闸门流激振动物理模型—数值模型计算分析

针对大型弧形闸门在局部开启过程中因受水流脉动压力而导致的振动问题,以某水利枢纽弧形工作闸门为例,通过建立闸门有限元模型,计算了在考虑流固耦合影响下闸门的自振特性,并与模型试验测得的脉动压力特性进行对比,发现闸门发生共振的可能性不大。在模型试验测得的水流脉动压力的基础上,利用随机振动方法计算出闸门在典型水位不同开度下流激振动应力响应和位移响应。根据计算分析结果对大型弧形闸门的振动安全进行评价,并对闸门的安全运行调度提供合理的建议。     

三峡升船机闸首卧倒门支铰结构优化改造

为分析三峡升船机试运行期间闸首卧倒门支铰连接螺栓断裂的原因,采用理论计算与有限元分析相结合的方法,计算了支铰连接螺栓的拉应力与支铰连接板弯扭折算应力,并据此提出了闸首卧倒门支铰的三种优化改造方案,结合现场实际情况分别指出了各方案的技术难点,可供设计单位在闸首卧倒门支铰优化设计时参考。     

裂隙岩体初始渗流场反演

初始渗流场的确定对于工程渗控设计具有重要的指导意义,而影响初始渗流场计算结果的主要因素为渗透系数和边界水头。因此,从提高初始渗流场计算结果的准确性出发,将裂隙产状和压水试验相结合来确定裂隙岩体渗透张量,并将粒子群算法应用到边界水头的反演中。工程实例表明,相比于传统的初始渗流场确定方法,采用所提方法计算所得测孔水位与实测水位误差更小,说明该方法有效可行。     

某型航改燃气轮机机匣安装边结构参数优化设计

航改燃气轮机机匣安装边的性能受多个结构参数和载荷参数的影响,为了在给定的结构参数和载荷参数范围内设计性能最优的安装边结构,提出一种机匣安装边结构参数优化设计方法。首先,采用拉丁超立方抽样方法进行实验设计,构建仿真算例样本空间;其次,采用有限元分析方法分析了螺栓孔中心距、螺栓孔直径、安装边厚度等结构参数和机匣内介质压力、介质温度、单个螺栓预紧力等载荷参数对安装边最大等效弹性应力、接触面平均间隙和接触面最大接触压强等特性的影响规律;然后,构建了机匣安装边密封性能计算的代理模型,并对给定工况下燃气轮机机匣安装边结构进行了参数优化设计;最后,针对安装边结构优化设计结果,试验验证了其密封性能以及代理模型的计算精度。结果表明：基于代理模型计算得到的机匣安装边结构密封性能与试验结果误差在10%以内,该方法可用于航改燃气轮机机匣安装边结构的工程优化设计与性能评估。