棒状柱塞结构优化模拟

柱塞气举是页岩气压裂液返排的关键技术之一。为了进一步提高棒状柱塞举液密封效果,利用Fluent软件建立单一流道的二维几何模型,采用湍流模型模拟棒状柱塞运行时凹形槽内流场情况,优选槽型(正直角梯形、等腰梯形、反等腰梯形、反直角梯形和矩形),对比分析不同槽深和槽宽时的流场情况,并开展优化后棒状柱塞与常用衬垫式柱塞对比物理模拟实验。结果表明,柱塞运行时在凹槽中心有一个低速区,在该低速区会不断产生干扰流体正常流动的涡流,从而使整体流速降低以达到密封的效果;在对比槽型中,正直角梯形槽的密封效果最好;现场常用参数范围内,随槽宽、槽深增大,密封效果变强(槽宽20 mm、槽深6 mm时最优),且槽宽对柱塞密封性的影响大于槽深。物理模拟实验证实,相同条件下优化后的棒状柱塞在小气量情况下举液效果优于常用衬垫式柱塞。本研究结合CFD建立了可靠物理模型,且优化后棒状柱塞举液效果较好,对现场实际应用有指导作用。     

Φ2.2×7m水泥磨机磨头漏灰的处理方法

我厂2.2m×7m水泥磨磨头漏灰现象十分严重,以前曾采用羊毛毡密封和迷宫槽密封的方法来治理,刚开始时效果还可以,但是随着时间的推移,羊毛毡和迷宫槽的不断磨损而逐渐失效。经观察和分析研究,物料从喂料嘴进入中空轴螺旋筒内时的运动状态是:(1)部分物料沿内螺旋叶片向前推进进入一仓,其余部分物料因为内螺旋叶片的螺旋升角大于物料的堆积角,所以物料不能前进,跟着螺旋筒一起转动。(2)跟着螺旋套筒一起转动的物料,从最低点0°开始充灌入螺旋槽,接着带高翻出,达到最高点180°时倒空。物料经历充灌、翻出、倒空的过程。0～90°时物料翻出的前期,…     

高压液压缸静密封应力及密封性能有限元分析

液压缸的内泄漏不仅影响液压缸的微动性能,严重时还会对人身财产安全造成影响,而液压缸的内泄漏主要取决于O形圈的密封性能。基于非线性有限元理论建立高压液压缸活塞O形密封圈二维轴对称模型,采用ANS YS有限元软件分析预压缩率和介质压力对O形圈接触应力、总应力和剪切应力的影响。结果表明：接触应力、剪切应力、总应力均随介质压力和预压缩率的增大而迅速增大;接触应力沿着接触界面呈抛物线分布,最大接触应力始终大于介质压力;在避免产生过大应力导致密封失效的情况下,增大预压缩率,有利于提高O形圈抗挤入间隙的能力和密封性能,根据介质压力情况选择合适的预压缩率才能确保有效密封。     

工程机械液压缸泄漏故障的诊断及维修

在对履带式挖掘机故障调查统计分析中发现,液压系统泄漏故障占２０％～３０％,而液压缸的泄漏又占其中的３３％。因此液压缸的泄漏已成为工程机械液压系统的主要故障。 液压缸的泄漏一般分为内泄漏和外漏两种情况。内泄漏主要影响液压缸的技术性能,使之出现出力不足、运动速度缓慢和工作不平稳等现象。外漏将导致环境的污染和能源的浪费。ｌ液压缸泄漏的原因 造成液压缸泄漏的因素主要有：密封件的结构形式与材质、密封槽与密封接触表面的质量、密封件磨损与安装、密封件工作环境、缓冲阀磨损、液压系统的污染及液压缸焊接缺陷等。 （１…     

基于差压双密封防泄漏装置的研发

带有酸碱清洗液的储液罐与加热菌罐之间只用一只蝶阀隔开,由于带酸碱液的储液罐压力往往比加热菌罐内的压力要高,一旦蝶阀泄漏,都会污染流体食品,对产品质量的危害是致命的。差压双密封防泄漏装置是专门用于需要时清洗反应釜管道的一种隔离智能阀,装置采用差压双密封防泄漏结构,无论在何种情况下,可以100%防止储液罐中的酸碱清洗液泄漏到杀菌反应釜中的流体食品内;采用连动式自动开启和关闭结构,使差压双密封防泄漏装置在清洗时能够自动关闭排气口,使酸碱清洗液能够顺利地通过差压双密封防泄漏装置到达加热菌罐。     

车辐式张拉结构体型研究与设计

掌握车辐式张拉结构的找形方法和了解体型对结构受力性能的影响,是设计该类轻型屋面的关键,为此结合理论推导和数值模拟方法对这两方面展开研究。首先,引入力密度法用于结构初始平衡态的确定,提出“由形找力再找形”的思路,从而避免了拓展力密度法收敛性差的缺点,成功实现了马鞍形车辐式张拉结构的找形分析。然后,分别从内外环平面投影、外环空间形态以及索桁架形式等多个角度对单、双层车辐式结构的体型进行比选,分析不同体型结构的适用性和结构刚度的主要影响因素。研究结果表明：内外环形状相似对车辐式结构最为有利;马鞍形外环的高差对结构刚度影响很小;凸索桁架能有效提高结构刚度,但应注意避免侧向失稳。     

T形钢木组合异形柱滞回性能有限元分析

为研究T形钢木组合异形柱的滞回性能,利用Abaqus软件建立有限元模型,分析了不同钢材强度、轴压比以及加载角度对T形钢木组合异形柱滞回性能的影响。分析结果表明：随钢材强度增大,承载能力提高,最大初始刚度差距不明显,钢骨架为Q235钢的等效粘滞阻尼系数最大;随轴压比增大,组合柱承载能力降低,刚度和等效粘滞阻尼系数均减小,组合柱抗震性能变差;沿腹板方向加载时,组合柱承载能力和刚度最大,等效粘滞阻尼系数最小,沿翼缘方向加载时,承载能力降至最低,但其等效粘滞阻尼系数最大。     

基于ALOHA的四氟乙烯计量槽爆炸后果分析

以某氟化工企业聚合装置中的1个四氟乙烯计量槽泄漏爆炸为例,对其四氟乙烯泄漏爆炸后果进行定量研究,分析计量槽内四氟乙烯在3种场景下(不同风速下发生连续泄漏和瞬时泄漏、不同泄漏量)的蒸气云爆炸后果,并计算多米诺事故的影响,得出初次爆炸对周边四氟乙烯聚合釜、氢氟酸储槽、四氟乙烯精馏塔的损坏概率.结果表明,泄漏量是影响蒸气云爆...     

新型液压件角密封槽的加工

漏油是液压系统经常出现的问题之一,密封是防止漏油的主要方法。由于密封效果的优劣对液压机械的性能育直接的影响,因此,各液压机械生产厂家,尤其是工程机械生产厂都非常重视液压件的泄漏问题。近几年来,我厂在液压件的螺纹接口与管路相连时,采用了O形圈的固定角密封型式。密封槽的结构型式,如图1所示。     

O形橡胶密封圈及其应用

介绍了O形橡胶密封圈的常用密封构造和密封原理,详细论述了O形橡胶密封圈用密封槽的选用、密封失效的原因、解决途径及其应用。     

载荷作用下整体式绝缘接头密封性能研究

整体式绝缘接头是油气管道的薄弱环节,因密封失效而导致油气泄漏是绝缘接头的主要失效形式。通过ABAQUS软件建立整体式绝缘接头的有限元模型。采用热膨胀法施加预紧力,对比分析了整体式绝缘接头在不同轴向拉力和外弯矩作用下的密封可靠性。通过分析得出:弯矩作用下,绝缘接头一侧受拉,另一侧受压。在受压侧,绝缘垫板受到左右法兰的挤压作用,产生明显的应力集中。在受拉侧,绝缘接头的失效形式与轴向拉力作用下的失效形式基本相同,即最大应力首先在勾圈中间部位达到屈服极限,随变形量的增加,左右法兰端面形成间隙,从而引起密封圈压缩量减小,最终导致油气泄漏。     

预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁受剪性能

将预制的UHPC槽形节段通过干缝连接和预应力张拉形成槽形梁,再与整体现浇的混凝土板组合成的组合梁,称为预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁(PUCS-MCS组合梁)。它是一种能充分发挥不同材料的性能、施工方便且整体性能好的新型桥梁结构。为探究其抗剪性能,开展了9根模型梁的试验。分析了接缝数、接缝处剪力键数、剪跨比、UHPC钢纤维体积率、配箍率和纵筋率等参数对试件变形、破坏模式、抗剪承载力的影响;基于试验研究结果,提出了PUCS-MCS组合梁抗剪承载力计算方法。结果表明：PUCS-MCS组合梁均为剪压破坏,所有梁在开裂前的荷载-挠度曲线差异不大,在开裂后刚度不断下降;PUCS-MCS组合梁的抗剪承载力随接缝处剪力键数、UHPC钢纤维掺量、配箍率和纵筋率的增大而增大,随干接缝数量增加和剪跨比的增大而减小,其中影响最显著的是干接缝和剪力键,影响最小的是钢纤维掺量和配箍率,因此PUCS-MCS组合梁可不配箍筋,并可采用较低钢纤维掺量的UHPC。     

基于气力输送的搅拌槽螺旋流场输送效率优化

提出一种提高螺旋气力输送效率的螺旋流场综合评价方法,即:在现有圆柱截面轴向速度径向分布相对不对称度、出口速度分布均匀性指数及进出口压降评价指标基础上,增加通过低速区域中心偏心距修正的单边相对不对称度评价指标。采用Realizable k-ε湍流模型建立车载烘干系统搅拌槽的CFD数值模型。以导流板安装角度为例,研究烘干系统搅拌槽内的螺旋流场的流动特性,采用螺旋流场综合评价方法求解最优的搅拌槽导流板安装角度,并评估在不同评价方法中搅拌槽旋流场的输送效率差异。研究结果显示,按照该评价方法得出的各个指标选择条件,可进一步得出最优安装角度,此时物料输送效率达到最高。     

室内天然气泄漏扩散的模拟研究

利用Fluent软件进行室内天然气泄漏扩散的模拟计算。分析可燃区域随泄漏时间的变化规律,研究泄漏时间、窗户位置及门窗开启程度对天然气泄漏扩散的影响。计算结果表明:门窗关闭的情况下,可燃区域的体积会达到一个最大值。门窗开启的情况下,最终会达到一个稳定的状态。随着泄漏时间的增加,室内天然气的体积分数不断增大,当门窗全部开启的时候,天然气体积分数最终会稳定在4.55%。门窗开度越大,越先达到稳定,稳定时室内天然气体积分数越低。窗户位置一定范围的变化不影响室内燃气质量分数分布,只改变流场。对燃气泄漏报警器的安装位置进行优化模拟。     

双卧轴搅拌机轴端浮动密封失效分析

通过拆解漏浆轴端件,发现了浮封环上O形圈发生脱落、被切断和挤压变形是造成密封失效的主要原因。通过试验证明,浮封环上的O形圈的最大承压能力是5MPa。     

张拉膜结构的结构刚度及其对结构性能的影响

张拉膜结构的力学性能与结构刚度密切相关。采用非线性有限元方法对开敞式鞍形膜结构的静力性能及自振特性进行了参数化分析,主要考虑了膜面预应力、矢跨比、弹性模量等对开敞式鞍形膜结构振动响应的影响规律,重点分析了结构刚度对于结构静力性能及自振特性的影响规律。研究发现:影响开敞式鞍形膜结构刚度的主要参数是膜面预应力、矢跨比和膜材弹性模量,其中预应力影响最大;膜结构的结构刚度可以分为非线性刚度和线性刚度,随着矢跨比的增大,膜结构由非线性体系向线性体系过渡,非线性刚度作用逐渐弱化,线性刚度逐渐强化。     

轴向约束钢筋混凝土柱火灾后剩余轴压性能的试验研究

实际结构中钢筋混凝土柱在遭受火灾作用时会受到相邻构件的约束作用,其内力在升降温过程中是不断变化的。由于火灾后钢筋混凝土结构经修复加固大多仍可继续服役,积极开展约束柱火灾后的剩余性能研究是必要的。本文进行了16根轴向约束钢筋混凝土柱(方形柱、十字形柱、T形柱和L形柱各4根)标准火灾作用后剩余轴压刚度和承载力的试验研究。研究结果表明:(1)钢筋混凝土柱的剩余轴压刚度随着受火时间的增加逐渐减小;(2)受火时间相同时,钢筋混凝土柱的剩余极限承载力随着初始轴压比的增大而减小,同时随着轴向约束刚度比的增大而增大,最大增幅10%左右;(3)受火时间相同时,柱剩余轴压刚度从大到小依次为十字形柱>T形柱>L形柱;(4)受火时间约90min和110min时,不同试件的承载力折减系数大致分别为0.4～0.5和0.33～0.43。     

梳齿密封和圆孔型阻尼密封结构强度分析

针对某型号火箭发动机氢涡轮泵多次出现异常振动的问题,拟用孔型阻尼密封代替原有梳齿密封。采用ANSYS有限元建模方法对2种密封结构强度进行校核和对比分析,研究了不同结构参数对孔型密封强度的影响规律。结果表明:孔型密封相对梳齿密封而言,结构最大应力强度稍大,但在许用应力以下,且结构最大变形量较小;孔型密封周向50孔时前、后密封的最大应力强度、最大变形量相对于周向80孔密封结构小;随着密封孔深的增加,孔型密封结构的最大应力强度、最大变形随之增大;根据第三强度理论设计的孔型阻尼密封满足实际工程需求。     

约束PEC柱轴力变化规律及影响因素

为考察火灾下相邻构件约束对PEC柱轴力的影响,应用有限元软件ABAQUS建立了标准升温条件下约束PEC柱的数值分析模型,并用试验数据验证该模型.应用模型分析火灾荷载比、轴向/转动约束刚度比、长细比、偏心率对约束PEC柱轴力变化系数的影响规律.分析表明:约束导致柱轴力出现不同程度的增长;轴向约束刚度比、偏心率越大,轴力变化系数的峰值越大;荷载比越大,轴力变化系数的峰值越小;长细比、转动约束刚度比对轴力变化系数影响较小.     

倒U型槽中天然气管道泄漏扩散模拟

建立了商业体户内倒U型槽中天然气管道泄漏扩散的数学模型,对泄漏口向下时不同管径、泄漏口孔径和泄漏速度下天然气在倒U型槽中的扩散过程进行模拟,确定了不同条件下泄漏气体触发报警器的时间以及倒U型槽的最佳安全高度。结果表明:管径对触发报警器的时间和倒U型槽的最佳安全高度几乎没有影响;泄漏速度越大,触发报警器的时间越长,倒U型槽的最佳安全高度越大;泄漏口孔径越大,触发报警器所需的时间越短,倒U型槽的最佳安全高度越大。