筒体整体补强结构强度分析

针对内压圆柱壳大开孔率开孔整体锻件补强结构 ,进行了三维线弹性有限元应力分析 ,并应用电测应力分析方法对开孔区的应力分布进行了实验验证 ,得到了一些有价值的结论。有限元计算和电测应力分析的结果证明 ,用电阻应变测量方法测量到的是应变片长度范围内应力场的平均值 ,而得不到该区域内的最大应力值。以DXF文件为中介 ,用数学方法自动生成的有限元计算模型是可靠的 ,能够保证开孔区域内的单元都是比较规整、均匀的 8节点单元 ,可使用不协调位移模式 ,应用该模型进行有限元分析可得到内压圆柱壳大开孔率开孔整锻件补强结构的应力集中系数     

内压圆柱壳内伸式接管补强结构应力分布

针对内压圆柱形容器大开孔率内伸式接管补强结构,进行了三维线弹性有限元应力分析,得到内压圆柱壳内伸式接管补强结构的应力分布规律。以DXF格式文件为中介,用数学方法自动生成的有限元计算模型是可靠的,应用这个模型进行有限元分析可以得到内压圆柱壳内伸式接管补强结构的应力集中系数,为研究其应力集中系数规律奠定了基础。     

接管轴向载荷对内压圆筒强度性能的影响

采用有限元方法分析了接管轴向载荷对内压作用下开孔-接管区各个截面的弹性应力集中、应力分布以及结构的塑性极限内压的影响规律。分析结果表明,接管轴向载荷对内压圆筒弹性应力分布、内压承载能力有一定的影响,轴向载荷使横向截面最大应力出现的位置不断变化;轴向推力能减小应力集中系数和增强开孔-接管区的承载能力,轴向拉力能增大应力集中系数和降低开孔-接管区的承载能力。     

带内伸接管加强圈补强结构应力分布

针对带内伸接管加强圈补强结构的圆柱形内压容器 ,以DXF格式文件为中介 ,用数学方法自动生成的有限元计算模型进行了三维线弹性有限元应力分析 ,得到了内压圆柱壳带内伸接管加强圈补强结构的应力分布规律。在接管与筒体相贯线最低处筒体内壁上的当量应力最大 ,应该作为设计中的主要控制参数。分析结果为带内伸接管加强圈补强结构的设计提供了依据     

内压柱壳容器大开孔补强的探讨

通过对四种典型受内压柱壳容器开孔应力集中系数计算方法的比较,以及用本文试件的实验值和有限元计算结果与有关文献的实验数据进行的误差统计对比,得到了较为稳妥的大开孔(d/D≥0.5)应力集中系数计算式,提出了大开孔补强设计方案,并将该方案同瑞典压力容器规定作了比较。     

含气孔缺陷球壳应力集中

对承受内压 ,厚度中央含单个球形、椭球形或长条形气孔缺陷的球壳进行了三维有限元分析 ,绘出了气孔影响区应力分布和应力集中系数曲线 ,找出了气孔缺陷影响球壳应力分布与应力集中系数的规律。     

球壳与接管连接结构的有限元分析

本文建立了球壳和接管连接结构的有限元分析模型,考察了内压作用下连接处角焊缝、接管内角形状和补强圈对结构强度的影响。研究发现接管角焊缝能提高连接处的承载能力,无论是否有圆弧过渡结果差别不大;接管内角采用圆弧过渡不能提高连接处的承载能力;补强圈确实起到了补强作用,且补强圈和壳体有无间隙对连接处的应力影响不大,但补强圈不适应于疲劳载荷作用的情况。     

周向斜接管内压圆柱形容器的应力集中

采用有限元法计算了具有不同角度周向斜接管圆柱形容器在内压作用下的弹性应力和变形,对周向斜接管内压圆柱容器的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力集中系数等问题做了初步探讨。计算结果表明,周向斜接管内压圆柱容器在接管与容器的相贯区存在明显的应力集中,相贯区在筒体纵向截面沿径向收缩,而在筒体横向截面沿径向膨胀,最大主应力出现在筒体的纵向截面,相贯区外表面在筒体的横向截面处于三向压缩状态;与正交接管内压圆柱容器相比,周向斜接管圆柱容器在内压作用下的最大主应力略小,二者基本满足Sβ=S0(cosβ)0.5;应力集中系数随着角度β的增加而降低。     

内压圆筒上不同接管型式的有限元分析

文章基于文献[1]的实验,采用三维有限元法对实验中的内压圆筒开孔接管区进行了应力分析,获得了筒体、接管及其连接部位的应力分布结果,并对比分析了径向和周向斜接管结构的应力分布情况。分析结果表明,容器开孔接管处应力分布复杂,并产生明显的应力集中,其应力集中系数随着距接管与筒体连接处的距离的增大而快速降低;周向斜接管结构的应力分布规律与径向接管结构的相类似,最大应力强度均出现在连接处且位于筒体的纵向截面的内侧区域;与径向接管结构相比,周向斜接管结构的最大应力强度较小;而且,随着周向斜接管结构的倾斜角α增大,其最大应力值变小。     

筒体锥形接管有限元应力分析

由于锥形变径接管开孔补强无法按照标准计算,本文采用有限元法对一壳体锥形变径接管进行了详细应力分析,并建立同规格的圆柱接管有限元模型,对二者的应力强度和变形分布进行了比较。     

考虑围压及岩石强度的PDC单齿破岩数值模拟

采用显式动力学中侵蚀接触的有限元分析方法,对PDC齿切削岩石进行了数值模拟,研究了围压强度对PDC齿切削力的影响,分析了不同齿径及后倾角对PDC齿破岩效率的影响规律.模拟结果较好地反应了PDC齿的剪切破岩机理,且后倾角增大,剪切破坏难度加大;围压使岩石强度增大,破岩难度增加;考虑软、硬地层时,分别选用10°、19 mm和15°、13 mm的后倾角及齿径组合能获得最高的破岩效率.     

单牙轮钻头滑动轴承组接触应力分布研究

为了提高单牙轮钻头滑动轴承的使用寿命 ,采用有限元软件对其轴承组的接触应力分布进行了研究。得出结论 :(1)接触应力的大小与轴承组的磨损情况直接相关 ,通过降低轴承组的最大接触应力及使接触应力的分布更合理可改善其磨损 ;(2 )钻头的最大接触应力出现在止推面 ,在保持牙轮和牙爪止推面垂直度接近的前提下 ,尽量同步减小其垂直度可降低最大接触应力 ;(3)止推面接触应力呈明显的上大下小的阶梯分布 ,适当增加小轴颈的直径 ,可使止推面接触应力分布更均匀 ;(4)调整牙轮止推面和小轴孔之间的倒角可降低倒角处应力 ;(5 )只有合理的轴倾角才能使外载荷的合力方向垂直向上 ,以避免钻头过大摆动而影响钻进。     

关于Waters法设计法兰方法的考证

Waters法是国际较为通行的法兰设计方法,国家标准GB150中也采用此法。但此方法作了一定的简化假设,导致计算结果与实际存在误差。文章采用有限元计算对该法进行了考证。通过实例计算,对Waters法和有限元法的计算结果进行了比较。结果表明:按Waters法考虑的载荷计算,锥颈变形要比按实际载荷计算的变形小一半,应力小1/3。     

Alloy20合金锻件焊接裂纹分析

为了分析某Alloy20合金锻件焊接后出现裂纹的原因,对锻件焊管取样并进行化学成分、力学性能、裂纹金相、晶粒度等试验检测。结果显示,该锻件试样的化学成分及拉伸性能均满足标准要求;晶粒度达到0级,锻件组织为严重粗晶组织,并且锻件晶界有碳化物析出相;锻件试样裂纹为沿晶裂纹。结果表明,该Alloy20合金锻件焊接后出现的裂纹为较低焊接应力下的低塑性焊接热裂纹。     

基于紧密度要求的法兰接头三维有限元分析

基于法兰接头的三维有限元分析 ,并考虑垫片的非线性特性 ,采用FEA分析方法得到了垫片应力分布的准确解 ;计算了螺栓弯曲应力并考虑了垫片应力的分布与接头紧密度之间的关系。将FEA方法所得到的垫片应力与Payney方法、ASME规范方法计算结果做了比较 ,结果表明 ,采用FEA分析方法将法兰、垫片、螺栓作为一个整体进行分析 ,考虑了法兰变形、垫片的非线性特性以及螺栓弯曲应力对垫片应力分布的影响 ,更加符合垫片的真实压缩变形和密封行为。     

合成金刚石模具环材料试验研究与有限元分析

对美国牌号H_(11)(相当于中国4Cr5MoSiV)合成金刚石模具环材料进行了力学性能测试和结构有限元分析。结果表明,模具环常温和高温(180℃)的拉伸强度极限分别为1430.8MPa和1377.65MPa、弹性模量E=206 GPa、μ=0.285,有限元分析的最大等效应力为1836.9MPa,超过了模具环的拉伸强度极限,是模具环失效的根本原因。提出采用现代设计方法进行优化设计,使应力值降至1400 MPa以下,或选用拉伸强度极限高于1800 MPa的材料,是提高模具环寿命的两项可行措施。     

井下封隔器及其零件工作行为仿真研究

采用有限元和计算机仿真相结合的方法,从系统的角度出发,建立了封隔器系统线性及非线性接触有限元分析模型和仿真模型。在此基础上,利用模块化编程的思想开发了封隔器工作行为仿真分析软件,利用这种软件可对不同工况下封隔器零件的工作行为进行仿真分析。以Y341—148型封隔器为例,采用分析软件对封隔器零件应力和位移等参数进行仿真分析,经验证,仿真计算的封隔器各零件应力等参数变化规律与实测结果基本相同,符合仿真计算精度要求。     

深水半潜式钻井平台典型节点谱疲劳分析

应用辐射／绕射理论计算平台遭受的水动力载荷,将水动力载荷传递给深水半潜式钻井平台总体有限元模型,计算平台的总体结构响应。建立平台典型节点有限元细网格模型,以平台总体结构响应分析结果为基础,确定典型节点模型边界条件,考虑典型节点结构所受水动力载荷和重力栽荷,计算典型节点的热点应力传递函数,用谱疲劳分析方法并依据Miner准则评估平台在中国南海环境条件下典型节点的疲劳寿命。     

井下闭环可变径稳定器本体有限元分析

采用高级计算机辅助设计 (CAD)软件UG ,建立了便于计算的本体三维实体模型 ,通过MSC/NASTRAN有限元计算程序 ,对新型井下闭环可变径稳定器本体进行了强度计算 ,通过有限元分析对本体结构的合理性进行了验证 ,根据有限元计算的结果 ,在各种载荷组合作用工况下 ,可变径稳定器本体的最大应力为 5 6 38MPa时 ,小于许用应力 ,满足强度要求 ,并且有一定的强度储备。可变径稳定器本体的薄弱环节主要集中在槽底两端与筒体连接部位 ,有必要进行局部工艺处理。有限元分析结果为进一步改进可变径稳定器的结构设计提供了理论依据