对流换热条件下内外翅片管应力分析

采用ANSYS有限元分析软件,对内外翅片管在不同工况下的高温应力场进行了分析。结果表明,温度载荷所产生的热应力是应力的主要部分,最大应力发生在内翅片与换热管焊接处;内侧压力载荷对热应力具有增强作用,而外侧压力载荷对热应力具有削弱作用;温度载荷是引起热变形的主要因素。     

固定管板式换热器的温差热应力数值分析

建立由管板、壳体和换热管组成的有限元分析简化模型,利用通过CFD数值模拟得到的各个相应壁面温度数据拟合而成的温度-距离函数关系式,在ANSYS软件中对固定管板式换热器的换热管、壳体和管板表面加栽进行结构热分析,得到了温度分布模型。还将所得的节点温度作为热载荷加栽到结构时应点上计算换热器的整体温差热应力,着重分析管板与管子及壳体连接处附近的热应力分布,并给出了沿管板径向和厚度方向上的热应力变化曲线。     

车灯面罩板焊接应力场CAE模拟

车灯装配在进行热板焊接时,焊缝及其局部区域的材料在热载荷的作用下会产生一定的热应力,待车灯冷却后面罩内仍然有残余应力。基于ANSYS仿真平台对车灯面罩热板焊接进行应力场仿真分析,通过建立合理有效的温度场与应力场仿真模型,得到了面罩热板焊接后的应力,并采用载荷测量法搭建实验平台进行实验验证。结果表明,车灯面罩热板焊接的仿真计算可行。     

管壳式换热器部件的应力分析及强度校核

本文对某换热器的前管板在机械载荷和热载荷下利用有限元分析软件ANSYS进行强度分析。在分析时,首先进行热分析得出温度分布,得出温度最大值出现在换热管与管板接触区,且最大值为150.408℃。然后在热分析的基础上进行应力分析,得出最大应力出现在螺栓连接处,且为174 MPa。最后参照JB4732-1995《钢制压力容器分析设计标准》采用线分析法选取7处危险区域进行应力评定,得出3处应力(为机械载荷和热载荷的总应力)最大为174 MPa小于安全值438 MPa。所以该换热器在运行过程中是安全的。     

组焊圆柱壳在轴向载荷和局部热载荷共同作用下屈曲数值研究

对大型直立设备安装过程中的现场焊接热处理过程中在轴向载荷和局部热载荷共同作用下的屈曲问题进行数值研究。研究结果表明,在焊后热处理过程中加热部位的边缘附近区域存在很大的温度梯度,导致该部位有很大的热应力。在热处理过程中焊缝部位的热应力很小,与加热部位边缘附近区域相比几乎可以忽略不计。组焊圆柱壳在轴向载荷和局部热载荷共同作用下屈曲最先发生在加热部位的边缘附近区域;热处理过程中加热部位边缘存在的局部热应力是导致组焊圆柱壳发生屈曲的关键因素。最后分析了热处理过程中几个关键参数对组焊圆柱壳,临界屈曲载荷的影响。     

高参数减压阀含多孔板热应力的数值分析

多孔板是高参数减压阀中的重要节流元件。过热蒸汽通过多孔板时，会形成温度差，进而产生热应力。热应力较大时多孔板表面会生成裂纹，有失效可能。本文利用计算流体力学软件分析高参数减压阀内部流场，继而运用热流固多物理场耦合方法，研究了多级高参数减压阀中焊接孔板上热应力的分布，进而对多孔板进行参数优化以避免失效。重点考察了结构形式、推进距离和减压比对多孔板热-机械应力分布的影响。结果表明，相较于端部式孔板和封头式孔板，内部式孔板可显著减少能量消耗，并获取更小的热-机械应力。节流孔板避免失效的较优使用条件是选择内部孔板、表面推进2mm且压力比设为1.014。此研究具有科学性并可以指导节流孔板在减压阀等过程装置中的安全设计。     

焊接对管头与管板间的胀接连接的影响的讨论

为换热器制造开发高质量的换热管与管板的连接技术,利用ANSYS有限元分析软件模拟分析换热管与管板间的连接形式。采用胀焊结合的连接形式时,焊接产生的热应力和胀接产生的残余接触应力之间互有影响。胀接分析过程中根据材料的力学、物理性能,引入材料的几何非线性和接触非线性理论分析[1],采用多线性随动强化准则,计算胀管压力卸除后换热管与管板之间的残余接触应力,得出最高效、最合适的胀接压力。焊接分析过程中利用ANSYS软件进行模拟计算,采用单元生成技术,得出强度焊产生的热应力的影响范围。本方法为换热管与管板接头的结构设计和工艺参数优选提供了理论依据。     

陶瓷坯体烧成过程中热应力场的三维有限无分析

根据三维有限元理论，把连续升温的温度场迭加到热应力的计算中，为了计算坯体热应力，对各种不同的生坯在不同的温度下进行了力学参数的测定，分别测试了试样的热膨胀收缩率、弹性模量及强度随温度变化的关系。以面砖和电瓷生坯为例，计算了不同条件下的热应力场。根据第一强度理论及热形变的概念，定义了最大无因次热载荷和坯体最大当量热变形两个新概念。分别以坯体内最大热压应力、坯体内最大热张应力、最大无因次热载荷以及坯体最大当量热变形作为标识，对所计算的热应力场进行了整理。结果表明：坯体内最大热应力在任何时刻总是出现在坯体表面边缘转用处；最大无因次热载荷与坯体最大当量热变形之间曲线形态有着很多相关关系，可以用坯体最大当量热变形来近似推测最大无因次热载荷的变化情况。     

废热锅炉管板结构应力分析与强度评定

应用ANSYS有限元软件对温度与压力载荷共同作用下的废热锅炉结构进行3D建模与热-结构耦合的数值模拟,得到了整个模型的应力分布云图。在最大应力位置附近或沿管板厚度方向选取不同路径,并对路径上的应力值进行线性化处理,根据JB 4732—1995《钢制压力容器-分析设计标准》对整体模型和管板结构分别进行了应力强度评定。应力分析与强度评定的结果表明,管板的结构设计能够满足强度要求。     

管壳式换热器蒸汽进口结构的改进

板壳式换热器蒸汽进口离管板太近,蒸汽容易直接冲击换热管与管板焊接处,造成局部热应力过大,导致换热管与管板焊接处撕裂。在无法改变管口位置的情况下,可以通过加焊夹套的方法来解决这个问题。     

A Reliability Analysis Based on Fatigue Strength of Open-Mill Rollers

The two-roller mill is a basic processing machine in polymer industry, and the rollers are one of its important working parts. In the present paper, the working process of the mill roller used in plasticization of polymers and its failure mode is analyzed. The bending stress, shear stress, and resultant stress at the critical section of the mill roller are calculated to obtain its fatigue strength, and the corresponding diagram of fatigue limit graph is drawn. Based on the conclusion that fatigue failure is the main form of failure of the mill roller, a reliability analysis is applied to the fatigue strength of the mill roller and the reliability parameter is worked out. From example, it shows that the reliability of the mill roller is very high. Therefore, the working load may be increased appropriately.     

辊压机用减速机扭力盘应力分析

阐述了辊压机用行星减速机的扭力盘安装形式和作用。对扭力盘摆动时两辊间隙与摆动角的关系,以及扭力盘所受扭矩进行了理论计算。使用有限元法,对扭力盘的臂板在各种角度变化状态下,进行了结构强度分析,得到了臂板的应力与位移分布状态。     

PVC板材热转印机研制

阐述了ＰＶＣ板材熟转印的工作原理,介绍了ＰＶＣ板材热转印过程中三个关键工艺;橡胶辊温度的测量与控制、ＰＶＣ板材压力的测量与控制,以及橡胶辊回转速度的调节与控制的设计思想,并提出了平面热转印机总体结构设计的方案。     

熔融结晶洗涤塔过滤板的有限元分析

利用ANSYS软件对熔融结晶洗涤塔的主要受力构件——过滤板进行了有限元分析,建立了合理的结构和载荷简化模型.通过有限元分析计算,得到了过滤板的轴向变形和主体应力分布云图,并对过滤板的局部应力和外载荷波动条件下的应力进行了分析.     

安装刮吸泥机前后污水沉降罐受力分析

针对污水沉降罐在安装刮吸泥机后的受力可靠性问题,建立了简化力学模型和三维弹塑性有限元模型。利用ANSYS软件计算了沉降罐在改建前、假设只有刮吸泥机载荷作用和改建后3种受力状态下的等效应力和位移的分布,以及滚轮位于导轨不同位置时整个装置的受力情况。结果表明,导轨和支撑肋板承担大部分的刮吸泥机载荷。     

回转窑支承系统构件等寿命模糊优化研究

以支承系统各构件疲劳寿命相当为优化目标,考虑接触应力、滚圈变形、托轮、托轮轴配合面不脱开等约束条件的模糊因素,建立了支承系统构件等寿命模糊优化模型,并引入广义最大最小法,对模型进行求解.结果表明:优化后滚圈、托轮、托轮轴的疲劳寿命比较接近,且载荷大于2000kN时,滚圈疲劳寿命有较大幅度的提高.     

锅炉变负荷引起的水冷壁渣层热应力

从理论上研究锅炉降负荷运行时水冷壁上灰渣自发掉落这一现象,分析水冷壁渣层中热应力的产生机理,提出热应力是由渣层成长热应力和温度梯度热应力两部分组成.建立了水冷壁渣层热应力的计算模型,计算分析了锅炉大范围变负荷运行产生的渣层热应力变化大小和分布,得出变负荷热应力足可使灰渣自发从水冷壁脱落的结论.     

ECBC边界下夹FGM金属/陶瓷复合板稳态热应力

采用有限元法研究ECBC边界下中间夹FGM金属/陶瓷复合板的稳态热应力问题,检验了研究方法的正确性,给出了该材料复合板的稳态热应力场分布(Ta=500K,Tb=1800K)。结果表明,FGM层厚度的增加对ECBC复合板的稳态热应力影响不明显。当M=1时,热应力曲线平缓而光滑;当M=0.1和10时,热应力曲线出现明显的转折点;随着FGM层孔隙率的增大,三层板的衔接界面处,热应力变化增大,曲线出现钝角;与金属/陶瓷二层复合板界面处热应力出现突变相比,夹FGM金属/陶瓷复合板的热应力非常缓和。此结果为该复合板的设计和应用提供了准确的理论计算依据。     

新型过渡辊台的研制

在分析目前浮法玻璃生产线过渡辊台存在的问题的基础上,提出了将原来的封闭式下渣箱改为开放式,以充分释放热量,减少变形,将擦锡与下密封一体机构改为擦锡与下密封为两个各自独立机构,并采用石英陶瓷材料做辊体,为生产高质量玻璃提供了有力的保证。针对上密封不严及变形进行了重大的调整,通过对过渡辊台的改进,大大提高了设备的使用性能,增强了设备的可靠性、实用性和先进性。     

回转窑托轮与轴过盈配合的接触有限元数值仿真

根据回转窑托轮与托轮轴的结构特点及现场运行的实际情况 ,用接触有限元法建立了托轮与托轮轴过盈配合的有限元力学模型。针对托轮和托轮轴的 3种不同配合状态 (H8/s7,H8/t7和H8/r7) ,用ANSYS6 .1进行了接触有限元数值仿真 ,得出了托轮与托轮轴在这 3种不同配合状态下的应力分布规律及变形情况 ,找到了托轮轴断裂的主要原因 ,确定了托轮和托轮轴最佳的过盈配合形式 ,为托轮和托轮轴的优化设计提供了依据