润滑对不锈钢超薄板胀形性能影响的研究

采用有限元模拟技术开展杯突胀形试验,研究了不同润滑条件对超薄不锈钢的胀形性能的影响,结果发现润滑对胀形时塑性变形区的范围、材料失稳破裂的位置有显著的影响,板料的胀形性能并不是一直随着润滑条件的改善而增加的,也不是随着润滑条件的下降而下降的,在胀形工艺中采用合理的润滑条件才能有效地提高不锈钢超薄板的胀形性能。通过对模拟试验结果的拟合分析发现,在μ=0.125时不锈钢薄板的胀形性能达到最好。     

不锈钢车削刀片槽型断屑仿真研究

在DEFORM-3D平台上仿真研究了刀片槽型的前角、反屑角和棱带宽度等几何参数对刀具切屑形态的影响规律,适当增大切深和进给量有利于槽型断屑,采用较小的棱带宽度和较大的反屑角以及前角能够提高断屑效果。通过切削奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)的试验验证了有限元仿真模型的有效性。     

操作比对反拱带槽型爆破片使用寿命及更换周期的影响研究

目前,工程上还没有明确的预测爆破片寿命的方法,因此,爆破片的更换周期的确定一直困扰着爆破片使用单位和监督管理部门。采用试验结合数学拟合分析的方法,分别对两种不同材料316L和Inconel 600反拱形带槽型爆破片进行静态载荷下的持久寿命和循环载荷下的疲劳寿命分析,发现了两者具有相似的寿命规律。在高操作比时,操作比的变化对其爆破片的寿命影响不大;在低操作比时,其寿命会随着操作比的变化而发生急剧变化。最后,提出了爆破片寿命安全系数为20,确定了适用于工程应用的反拱带槽型爆破片寿命预测公式,从而为反拱带槽型爆破片的更换周期的制定提供了参考依据。     

基于Workbench的膜片联轴节变形分析方法

膜片联轴节是一种通过极薄的一组或几组不锈钢片作为挠性元件来传递扭矩的挠性联轴节。由于它使用方便,补偿能力强,得到广泛的应用。基于Workbench有限元仿真分析平台,分别采用静力分析、线性屈曲分析和非线性屈曲分析对膜片联轴节进行变形仿真分析,并通过试验对这三种计算方法进行对比验证。通过比较膜片联轴节变形计算结果和试验实测结果的量值以及变形过程曲线,得知静力分析变形结果和变形过程曲线更加接近试验实测结果。     

含预制裂纹的弧形膜片压力控制技术研究

为了满足双药室发射时对弹丸启动压力的精确控制,并同时解决另一药室可能出现的串火隐患,设计了一种含预制裂纹的弧形膜片。利用三维建模软件完成了膜片的初始模型设计,膜片主体部位为一拱形薄膜,其中凹面为正面,凸面为反面。凹面中含有预制刻槽,通过改变刻槽的深度,可以调节正向冲破压力,实现对弹丸启动压力的控制。凸面的拱桥形结构则使膜片具备了反向承压的能力。使用数值计算的方法建立了双药室弹药的内弹道计算数学模型,得到了两个药室各自的压力-时间曲线。通过有限元分析软件对所建立模型进行了分析,将所计算的内弹道结果作为仿真输入条件,仿真结果验证了所设计的膜片结构具备正向冲破,反向承压的能力,并得到了膜片的大致尺寸。利用仿真结果进行了进一步优化设计,制造出不用刻槽深度的膜片进行选型试验,试验结果表明所设计膜片采用2.5mm刻槽深度时能够满足双药室发射的使用需求,对变威力发射及压力控制技术的研究具有一定的指导意义。     

基于DEFORM-3D的锥形异形件拉伸质量控制技术

某不锈钢薄壁锥形异形件拉伸过程中容易产生失稳、反弹和破裂等缺陷,为控制产品质量,采用DEFORM-3D软件为平台,利用有限元分析方法对06Cr19Ni10不锈钢的拉伸变形进行建模与仿真,并用拉伸试验进行验证。结果表明,仿真结果与试验结果吻合度较高,具有较高的可信度,以及较好的工艺指导作用。     

膜片组件的仿真与试验

为防止涡轮泵渗漏的油液流入燃气发生器燃烧室内而影响点火可靠性,设计了一种膜片组件,用于涡轮泵与燃气发生器之间的结构密封。膜片组件采用有机玻璃膜片,通过胶粘剂粘接在不锈钢结构件上。对膜片组件进行仿真分析和试验研究,确认膜片组件各项性能指标均满足密封要求。     

不锈钢焊管焊缝n值对管材胀形性能的影响

通过对不锈钢焊管焊缝和母材的对比试验及有限元模拟,揭示了两者出现差异时,管液压胀形时破裂发生的位置：当焊缝的材料硬化指数n值低于母材时,胀形时破裂将从焊缝中心线处发生;当焊缝的n值高于母材时,胀形时破裂将从焊缝的边缘发生.以此提供了有效评价不锈钢焊管在胀形中成形性能的判断依据.     

信息动态

通过理论分析和实验研究,提出椭球形零件拉深成形失稳点的概念并确定出失稳点的具体位置参数.采用改变拉深过程压边力和润滑剂等条件对不同牌号钢板、铜板进行试验,得出压边力、润滑剂、材料性能等因素对失稳(起皱和破裂)点的影响规律.     

椭球形零件拉深成形失稳点的力学分析和实验研究

通过理论分析和实验研究,提出椭球形零件拉深成形失稳点的概念并确定出失稳点的具体位置参数.采用改变拉深过程压边力和润滑剂等条件对不同牌号钢板、铜板进行试验,得出压边力、润滑剂、材料性能等因素对失稳（起皱和破裂）点的影响规律.     

爆破片装置国内外标准对比分析

目前国际上较为通用的爆破片装置标准主要有美洲体系（ASME标准）和欧洲体系（ISO4126系列标准）,国内较权威的爆破片装置标准是GB567和GB150附录B。通过对国内外承压设备用爆破片装置标准进行对比分析,指出了国内标准不足之处,并对今后国家标准的制修定提出了建议。     

拉伸型爆破片成形与试爆的数值试验研究

以LPJ9.5焊接拉伸型爆破片的数值成形与试爆为例,探讨利用CAE技术部分代替物理成形和试爆试验的可行性。结果表明:数值试验获得的LPJ9.5爆破片拱高小于物理试验,而拱顶减薄率大于物理试验;随排放口径的增加,数值试验和物理试验的临界起爆压力均呈下降趋势,但前者的临界起爆压力值高于后者;对于LPJ9.5产品的成形与试爆而言,完全可以用数值试验部分代替物理试验。     

爆破片安全装置与安全完整性等级探讨

在国内化工装置相继开展安全仪表系统(SIS)配备以及安全完整性等级(SIL)定级等背景下,针对爆破片安全装置,研究人员相继提出“爆破片是否属于安全仪表系统零部件”“爆破片做不做安全完整性等级认证”“爆破片与安全完整性等级有没有关系”三个问题。探讨并解答了这些问题,提出了爆破片后续研究方向。分析认为,爆破片不属于安全仪表系统零部件,不需要做安全完整性等级认证,但是,爆破片与安全仪表系统的安全完整性等级评级有关系,需要明确爆破片分别作为独立事件和独立保护层失效两种情况下的失效概率。后续研究方向为获得爆破片在不同失效模式下的失效率数据。     

升压速率对正拱普通型爆破片爆破压力的影响规律及机理研究

爆破片在设定的爆破压力下迅速动作、及时泄放压力是确保承压设备能够安全运行的关键。影响爆破压力大小的因素很多,其中介质的升压速率直接影响爆破压力的精确度。在0～300 MPa/s范围内测试了升压速率对正拱普通型爆破片爆破压力的影响,发现在较低的升压速率范围内,随着升压速率的提高,爆破压力首先发生一定程度的振荡(有的逐渐降低,有的先升高再降低),当升压速率继续升高达到某个范围(拐点)时,又逐渐呈上升状态,上升到某个数值后,趋于稳定。基于试验结果,建立爆破片升压速率与应变速率的关系,提出考虑升压速率影响的爆破压力工程估算方法;对不同应变速率的拉伸试样及爆破片进行金相分析和断口形貌分析,揭示不同升压速率下的材料行为对爆破压力的影响机理：低升压速率情况下,升压速率对材料延伸率及应变硬化的影响是爆破压力波动的主要原因;高升压速率下抗拉强度的改变、动载冲击及应力波是爆破压力提高的主要原因。     

超高压爆破片设计爆破压力的理论计算与数值模拟的对比研究

爆破片超压泄放装置作为防止化工容器发生灾难性超压的最后一道安全屏障,有着举足轻重的作用。利用Levy-Mises增量理论和有力矩理论对超高压爆破片进行弹塑性理论计算,同时利用ANSYS有限元软件进行数值模拟,并将两者的计算结果进行对比分析,推导出超高压爆破片设计爆破压力的计算方法,为我国后续对超高压爆破片相关设计参数的研究提供理论依据。     

涡轮钻具用碟形弹簧的实验和有限元分析

碟簧本身的几何结构是非线性的,传统的碟簧设计理论认为,当碟簧高厚比(h0/t)小于0.5时,其载荷-位移呈现线性关系。本文对涡轮钻具平衡组件中的高厚比小于0.5的碟形弹簧进行了实验和有限元分析;逐渐增大载荷值,得到了线性分析和非线性分析的载荷-位移特性曲线;线性分析的载荷-位移特性曲线与实验数据的回归曲线基本一致,而非线性分析得到的载荷-位移特性曲线与实验数据有一定差距。     

压力容器与爆破片特性压力关系探讨

分析探讨了爆破片最高标定爆破压力与容器设计压力、最低标定爆破压力与容器最大工作压力、爆破片最大泄放压力与容器最大积聚压力之间的关系,为压力容器设计人员选用爆破片装置提供了重要参考依据。给出了如何根据选用的爆破片来确定容器设计压力或如何根据压力容器设计压力来确定爆破片相关压力参数的一般方法。     

大尺寸非标准碟形弹簧应力应变理论计算与有限元分析

碟形弹簧由于具有良好的非线性减振特性而得到广泛应用,随着电力、石油化工行业的压力容器设备越来越趋向于大型化.对减振性能好、大尺寸碟形弹簧的需求也不断增加,然而大尺寸碟形弹簧直到目前尚无标准设计方法.该研究运用材料力学推导计算了大尺寸矩形截面和非矩形截面碟形弹簧的应力和应变,在给出近似计算公式的基础上,通过实例理论计算与有限元分析法进行比较,计算结果吻合较好,该计算公式简便实用,对工程实际应用具有重要指导意义.     

基于爆破阀的微流体引流控制芯片研究

微量流体的收集与控制是微流控领域的关键技术,微流体引流控制不仅需要对流速、时间等参数进行精确控制,而且要避免流体在多个检测区的交叉混染。本文设计一种基于爆破阀的微流体引流控制芯片。首先,对爆破阀机理进行分析,并采用MEMS工艺制备微流控芯片;然后,对影响爆发阀特性的材料亲水性进行跟踪测量,对微流控芯片的引流特性进行宏观和微观观测;更进一步地,对爆破阀的爆破压力进行理论计算和实验实测,3种爆破阀的实测爆破压力分别为90、690、2 440 Pa;最后,对不同进样速率下爆破阀的爆破特性进行测试。实验结果表明,通过爆破阀的合理设计,可实现微流体的引流控制,使其按预定次序、预定时间流入检测区,进而有效避免流体的交叉混染。     

管材液压成形破裂缺陷的研究方法

破裂是管材在液压成形中最易出现的一种缺陷,是从管材的局部颈缩开始的,对管材的成形性能影响巨大。介绍了国内外近年来研究液压成形过程中管材破裂的几种典型方法,即变量代入准则法、加载路径控制法以及成形极限图预测法,指出了各种研究方法的特点以及应用状况。探寻了研究管材破裂缺陷的几种新方法,如基于超声探伤模糊模式识别法和基于双目测量散斑的图像识别方法。