某项目主泵轴封水管线固定点设计优化

核级管道的应力分析是为了保证管道以及与其相连的设备、支架的安全。某研发项目管道需要考虑破管载荷,增加破管载荷后管道支架需要承受较大载荷,尤其是固定点,由于土建已经固化施工,埋板的边界条件差,导致埋板应力及混凝土应力不通过,通过调整固定点的位置来改善边界条件,然后再改变埋板形式,最终埋板应力比0.63,混凝土应力比0.67。使用Pipestress软件对轴封水管线进行静力学和动力学分析。经过分析,管线在承受自重、压力、热膨胀、地震、破管载荷的作用下,满足RCC-M规范应力评定准则和可运行要求。     

基于PIPESTRESS的核一级辅助管道疲劳分析方法研究

为防止管道失效,RCC-M规范规定除应考虑自重、压力等载荷变化导致的应力变化外,核一级辅助管道必须考虑热膨胀和热弯曲应力变化对疲劳累积使用系数的影响。重点研究基于PIPESTRESS的核一级辅助管道疲劳分析的基本方法,并以某电站核一级辅助管道为例,通过专用管道力学分析软件PIPESTRESS确定管道在温度载荷(热膨胀、温度梯度和锚固点热位移)、压力载荷和机械载荷等交变载荷作用下各瞬态工况应力变化幅值,采用雨流计数法计算疲劳累积使用系数进行疲劳分析和评定。     

垃圾压缩设备的力学分析与优化设计研究

通过对散体力学的研究,建立垃圾压缩设备在对垃圾挤入、压缩和推出等基本工况下的压缩垃圾载荷的数学描述。对垃圾压缩设备进行应力测试,得到其在基本工况下的应力分布,校核与修正压缩垃圾载荷的数学描述。利用ABAQUS软件对垃圾压缩设备进行结构的有限元分析,对垃圾压缩设备的截面形状及构件尺寸进行优化设计,以达到降低结构的最大应力,减少结构质量,降低成本。     

600t起重船起吊系统强度校核及应力测试分析

采用结构分析软件Ansys,对600t起重船起吊系统的吊杆、千斤柱在各种组合载荷工况下的强度进行了有限元分析,计算出吊杆、千斤柱在组合载荷工况下的应力分布及危险截面的位置,对计算出的危险截面的应力进行了测试,并对起重船这种特殊起重设备起吊系统的安全运行、结构的改进提出了建议。     

雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法

雨流计数法是工程上用于疲劳设计和疲劳评估常用的一种方法。以雨流计数法的基本原理和计数规则为基础,并以某核电站核辅助管道为例,通过专用管道力学分析软件PIPESTRESS确定管道在温度载荷、压力载荷及机械载荷等作用下各瞬态工况应力变化幅值,说明雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法,并结合材料S-N曲线进行疲劳累积使用系数的计算,从而进行疲劳寿命的评估。     

管道载荷作用下圆柱壳的局部应力计算方法

介绍几种管道载荷的计算方法和适用范围,计算圆柱壳上接管受管道载荷作用时壳体的应力,比较分析WRC107、WRC297、TD001-2013、有限元法对管载作用下壳体薄膜和表面应力的作用。     

雷达平台骨架的计算与试验分析

雷达承载平台是所有雷达设备的载体,以某雷达为例阐述了其骨架在多种载荷不同工况作用下的力学计算和试验的一般方法。根据平台的骨架结构建立有限元模型,通过施加重力载荷和不同工况的风力矩进行力学计算。通过在天线上施加水平拉力的模拟风载荷,采用应力应变电测法测出平台上各测点的应力值,最后对计算结果和试验结果进行比较分析。     

基于某航空发动机涡轮叶片的热流固耦合分析

以某航空发动机的整体型涡轮叶片为研究对象,基于数值模拟的方法对涡轮叶片在离心载荷、热载荷及气动载荷作用下的叶片结构强度进行了研究,分别对离心载荷、热载荷+离心载荷、热载荷+离心载荷+气动载荷三种载荷工况下的应力与位移的分布趋势与叶片节点上应力值变化趋势进行了研究。通过有限元结果的对比发现：三种载荷对结构强度的影响顺序由大至小,依次是离心载荷-热载荷-气动载荷,其中离心载荷对应力结果的影响较大,热载荷对位移结果的影响程度较大。通过对三种不同工况下相同叶片上应力值沿叶身节点坐标的变化趋势的对比可以发现：三种工况条件下,应力值沿叶身节点的变化趋势几乎一致。     

压力焊接管道结构有限元分析及设计施工建议

利用结构有限元软件ANSYS,完成了某压力管道焊接的参数化模型建立,将设计载荷施加于相应的结构模型,进行有限元分析,得出焊接管道在工况条件下结构位移和应力分布,并对压力焊接管道设计、施工提出建议。     

基于热固耦合的安全壳设备闸门密封性分析

设备闸门是核电站中大型设备进出安全壳的通道,事故工况下安全壳受内压及高温作用。采用ANSYS Workbench热固耦合的方法,模拟AP1000设备闸门密封结构在高温、高压状态的应力变化,分析设备闸门密封结构在LOCA事故下的密封性能及变化。在增加温度载荷后,von Mises应力、最大剪切应力、有效密封宽度和最大接触应力均呈现增加趋势,von Mises应力、最大剪切应力增幅大于有效密封宽度和最大接触应力,可见在受温度载荷时,O形圈密封性能有一定提升,但受破坏可能性增幅更大。     

金属板材服役状态下应力场的动态检测方法

对304不锈钢板材服役条件下动态力学行为检测进行设计和探索。通过X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)在线检测,对不锈钢板材在圆形孔模拟缺陷存在时,不同加载方式、载荷大小条件下的动态服役过程中的应力分布进行研究。明确金属板材在动态服役过程中的应力分布与载荷大小、加载方式之间的关系。利用自行设计开发的金属板材服役行为动态检测系统,测得的304不锈钢薄板内孔周边的应力分布与理论值吻合很好,且外加载荷与最大应力成线性关系。初步实现了金属板材服役状态下力学行为的检测,该检测方法可为开发全方位的检测系统提供一定的技术基础。     

焊接结构件疲劳寿命试验方法比较研究

以某现役高速列车车体局部结构为研究对象,应用有限元软件建立对应于试验条件下受试试件的静力学模型,计算得到不同加载形式下构件危险部位的应力分布;在实验室中,对取自相同焊接部位的不同形式的试件(板试样和T型试样)分别进行单轴拉伸疲劳和弯曲疲劳寿命测试,获得各自的寿命分布及其特征统计量。对比两种试样危险部位的应力分布和试验数据可知:在两种不同形式的试件、两种不同加载方式的试验中,合理选择加载参数,可以得到相近的失效部位和应力-寿命参数。     

基于ANSYS的水轮机转轮流固耦合分析

为了得到水体作用下的混流式水轮机转轮的应力分布规律和变形特征,应用ANSYS有限元分析软件,采用流固耦合分析方法对某混流式水轮机转轮进行了分析。通过建立全流道分析模型,得到了转轮叶片上准确的水压力分布。将流场计算结果应用到结构场中,对转轮不同工况下的刚、强度进行了计算,得到了转轮精确的结构应力和变形。计算结果表明,该转轮在水体作用下最大应力值小于材料许用应力,能够满足强度设计要求;变形量小于设计预留间隙值,保证了转轮在运行时不会与止漏环内表面刮擦,从而引起止漏环脱落;转轮部件的应力数据对准确评估转轮使用寿命具有一定的实际意义。     

Determination of subsurface plastic strain in machining using an embossed grid

A technique is described for embossing an orthogonal array of lines (grid) on prepared metal surfaces. Workpieces of oxygen-free high conductivity copper and 18% nickel maraging steel were machined orthogonally under dry unlubricated conditions and the plastic strain distribution in the surface region was determined from the distortion of the array. It is shown that appreciable plastic strain can be produced, the distribution of which is complex. It is suggested that such strains may be important in machining because they can affect the residual stress distribution which, in turn, can have a controlling influence on the behavior of components in service with respect to their resistance to fatigue, creep and stress corrosion cracking.     

多孔端面液体机械密封摩擦性能的数值分析

为了研究多孔端面机械密封的摩擦性能,应用ANSYS CFX软件对密封端面间的流场进行数值模拟,得到不同工况参数和微孔结构参数下密封端面液膜的剪切应力分布云图,并对计算结果进行分析。研究表明:剪切应力主要作用于非孔区;介质压力和微孔深度对剪切应力分布影响较小,而降低转速、减小介质黏度、增大微孔半径可以有效地减小剪切应力,降低端面的摩擦损失,延长密封的使用寿命。     

多因素作用下储气库注采井油管接头气密性分析

储气库注采井油管接头在服役期间,套管接头处会承受拉、压载荷以及交变压力等,对套管接头气密性产生影响。为研究不同工况下接头主密封面等效应力变化以及分布规律,采用SOLIDWORKS软件和ANSYS软件对特殊螺纹套管接头进行应力分析,确定井口部分为套管串气密性危险点以及主、次密封面过盈量。研究结果表明:为满足特殊螺纹接头气密性及安全性需求,在高内压工况下主、次密封面过盈量应分别为0.05、0.01mm,在低压工况下可适当增加次密封面过盈量,以提高气密性;在实际储气库运行周期中,由于交变载荷的作用,接头主密封面有效密封长度会发生变化,甚至在应力集中区域会发生塑性变形,严重损害接头气密性。因此建议在储气库中使用高屈服强度材料的特殊螺纹接头,以满足不同工况下对接头气密性、安全性要求,同时适当增加次密封面过盈量,使密封面等效应力分布更加均匀。     

圆螺纹套管接头应力分布规律研究

根据弹塑性力学理论建立圆螺纹套管接头的计算模型，利用有限元分析和全尺寸实验相结合的方法，详细分析套管接头在使用工况(包括上扣、上扣后加拉伸载荷、上扣后加内压载荷等)下的应力分布规律，指出载荷在各个螺纹牙上分布的不均匀性是制约套管接头性能的主要原因，提出改进接头应力状态、减少应力集中的主要措施。研究结果提高了对套管接头应力水平的认识，对改进套管连接螺纹设计，提高套管接头的连接质量具有一定的参考价值。     

Investigation on the process of laser surface melting using two sequential scans

Laser melting as a flexible and economical surface treatment technology is of significant value to industries. Many efforts have been taken on purpose to gain such desired machining goals and reliable service performances; yet, beneficial and efficient melting strategy is still needed. In studies of some other processes such as multi-pass laser cladding, it is found that the preheating effect of a previous scan can contribute to achieve better results like increasing dilution and improving thermal stress status. Hence in this investigation, for laser surface melting with single track, a helpful preheating process is performed by proposing an approach of using two sequential scans and the effects of preheating laser are further clarified. To this end, a three-dimensional non-linear, indirectly coupled thermal?Cstructural model for the sequential combined process is established accounting for temperature dependency of material properties. Then, investigations are carried out to examine temperature and residual stress fields under different preheating laser power and interval distance. The results show that this melting strategy can improve the residual stress distribution state. In addition, a high thermal stress distributes between two scans and the tensile stress component is released by rapid two-time fusions. Besides, the different combinations of preheating parameters take diverse effects on heat-affected and -remelted zone as well as residual stress distribution.     

航空液压作动器O形圈静密封性能及可靠性有限元分析

利用ANSYS Workbench软件建立了一个航空液压作动器O形圈静密封数值仿真模型,研究了O形圈在不同压合量、油液压力、温度等条件下的接触压力分布和Mises应力分布,以此得到压合量、油液压力、温度等因素对O形圈静密封性能和使用寿命的影响。结果表明：随压合量、油液压力的增大或者温度的升高,O形圈的最大接触压力和最大Mises应力都增大,密封性能良好但是使用寿命下降。计算了各压合量和油液压力下O形圈的有效密封宽度,并利用有效密封宽度来评价O形圈静密封的可靠性。     

高温高压工艺管道应力分析计算

本文根据国内某石化公司ARDS装置工艺管道的使用条件和运行情况 ,选定部分典型高温、高压管道进行应力分析计算 ,采用美国MSC公司的PATRAN做前后处理 ,HKS公司的有限元分析软件ABAQUS做管道有限元应力分析。通过对工况条件下管道的有限元应力分析计算 ,确定出管道的应力分布状况、位移及最大应力部位 ,并进行应力评定 ,为装置中工艺管道系统安全评估提供依据