狭缝位置对透气砖热机械应力分布的影响

为提高透气砖的使用寿命,对它的热机械应力场进行了模拟分析,以确定狭缝在其截面上的合理位置.首先根据透气砖工作特点和研究目的,在适当简化其结构和边界条件的基础上,建立了它的二维平面应变有限元模型.然后在保持狭缝尺寸一定的前提下(0.20 mm×20mm),研究了其相对位置对透气砖热机械应力场的影响.研究结果表明:1透气砖热机械应力分布不均,高应力区位于狭缝端部及其周围;2狭缝端部与透气砖边缘距离大于5mm时,狭缝径向位置对热应力影响不大,反之应力增加较多;3随着狭缝偏转角度增大,热应力和高应力区域面积迅速增加,狭缝沿径向呈辐射状分布较为合理;4透气砖直径以140mm左右为宜.     

狭缝位置对透气砖吹氩热梯度应力的影响

为延长透气砖的使用寿命,对其吹氩引起的热梯度应力场进行了模拟分析,以确定狭缝在其截面上的合理位置。首先根据透气砖工作特点和研究目的,在适当简化其结构和边界条件的基础上,建立了它的二维平面应变有限元模型。然后在保持狭缝规格一定的前提下(0.20 mm×20 mm×24),研究了其相对位置对透气砖热梯度应力场的影响。研究结果表明:1)透气砖中心为等应力区,高应力则区位于狭缝周围;2)狭缝径向位置对透气砖最大热应力的影响不大;3)对于本次分析,当狭缝径向位置为5~10 mm、透气砖直径为140 mm、狭缝偏转角度为30°~45°时,透气砖的热梯度应力较低。     

透气砖稳态热梯度应力场的数值模拟

根据钢包用透气砖的特点,通过对其结构和边界条件进行适当简化,建立了它的二维平面应变有限元模型。然后在考虑钢包换热系数和所涉及材料物理性能参数随温度变化的情况下,对透气砖稳态热梯度应力场进行了数值模拟,并研究了其结构对应力场的影响。结果表明:当透气砖处于热稳定状态时,其底面中心部位的拉应力最大,底部侧面的压应力最大,但其上半部的热梯度应力要小得多;透气砖长度的缩短、底角的减小和直径的增加,均会使其热梯度应力增大。     

位移边界对2D-FGM板热应力影响研究

考虑不同的位移边界条件,建立了常物性2D-FGM板研究模型,并采用有限元法,得到其冷却瞬态热应力场分布图形。位移边界条件对常物性2D-FGM平面区域冷却瞬态热应力分布影响颇大,在简支和一端固定情况下,2D-FGM板自由边界上的热应力σx=0;两端固定情况下,其左右两边界均形成上中下三个应力聚集,应力分布形状和数值都发生了巨大的变化;将四周均设置呈固定约束后,热应力数值增长幅度较两端固定情况时更为明显。此结果为该材料的设计、制备提供了准确的理论计算依据。     

风电主轴制动器制动盘的应力分析

利用ANSYS软件建立了风电主轴制动器制动盘三维实体模型,分析了紧急制动工况下其机械应力场和热应力场。结果表明:制动盘机械应力场和热应力场均呈对称分布。其中,制动盘机械应力最大值出现在最外层螺栓孔处,为39.79 MPa;热应力场中,最大热应力值发生在制动时间7.89 s时,位于摩擦区域内侧与非摩擦区交界处,达到289 MPa;两者均小于材料的屈服极限345 MPa,且热应力最大值远大于机械应力最大值,由此可知热应力是引起制动盘失效的主要因素。更多还原     

热障涂层活塞热应力分析的格点型有限体积法

为研究热障涂层(thermal barrier coating,TBC)活塞热应力问题,将二维格点型有限体积法(cell vertex FVM,CVFVM)推广用于三维复合材料热力性能研究.利用交错网格技术,通过将物性参数和待解变量分别定义在单元中心和节点上,将物性参数的空间变化引入离散过程,从而避免数值不连续问题.采用CV-FVM数值模拟普通活塞热应力场,计算结果与ANSYS计算结果吻合良好.数值模拟TBC活塞热应力场,分析活塞TBC区域的热力性能,结果表明:活塞的最大温度位于燃烧室与活塞顶面的交界区域;应力最大值位于粘结层与陶瓷层的分界面附近;周向应力对活塞的整体应力水平起主要影响.数值结果表明CV-FVM能够作为TBC活塞热力性能研究的数值预测工具.     

周期载荷作用下单涂层AHSS双曲板的热弹性动力学行为

利用分离变量法得到局部热载荷作用下单涂层先进高强度钢(AHSS)双曲板的三维瞬态温度场.在此温度场下,通过在空间域上应用有限差分法和在时间域上应用Newmark法求解板的三维瞬态热动力控制方程,研究机械载荷幅值和周期、热载荷作用区域和板的几何参数对单涂层AHSS双曲板的无量纲位移和正应力的影响.结果表明:无量纲位移和正应力的变化形式与载荷的变化形式相同;随着机械载荷的增大、热载荷作用区域的增大和曲率半径的减小,AHSS层无量纲正应力和涂层无量纲正应力的绝对值均增大;热载荷对无量纲正应力的影响较大,对位移的影响较小.     

板坯连铸中间包内气液两相流数值模拟

模拟研究了中间包上使用狭缝式透气砖条件下,连铸中间包内气体体积分布和流场.结果表明,狭缝宽度和气体流量对气幕挡墙的形成影响显著;气体流量约为10 m3/h时,中间包内钢液的流动特性较好.     

钢包下水口断裂分析及改进措施

炼钢厂所使用的LS钢包滑动水口机构,由于下水口受机械应力和热应力的综合作用,频繁发生断裂引起事故.针对上述情况进行了应力分析计算,通过改进下水口外型设计,缩短下水口伸出长度,增大下水口管壁厚度,从而减小机械应力与热应力,降低了下水口断裂的可能性.     

钎焊接头对铝制板翅结构热应力影响规律

为保证LNG铝制板翅式换热器安全可靠运行,基于热弹性理论,建立铝制板翅结构热应力分析模型,采用热-固耦合方法,模拟研究实际运行过程中,钎焊接头对铝制板翅结构热应力的影响.结果表明,LNG铝制板翅式换热器,钎焊角曲率半径r=0. 5 mm、融合距离l=0. 137 5 mm时,在靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处最大等效应力达到峰值,并且最大正应力是引起该位置等效应力达到峰值的主要原因;钎料层等效应力、最大正应力和最大剪应力均变化平缓;在实际运行过程中,靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处,等效应力随钎焊角曲率半径增加而增大;减小钎焊角曲率半径,将降低钎焊接头处热应力变化梯度,从而降低其应力集中程度.靠近隔板侧钎焊接头处等效应力,随融合距离增加而减小,靠近翅片侧的反之;当钎焊角融合距离小于0. 08 mm时,靠近隔板侧钎焊接头处等效应力大于靠近翅片侧的,反之靠近翅片侧的大于靠近隔板侧的.上述研究成果为大型LNG工厂用铝制板翅式换热器的设计、制造以及运行操作提供理论依据.     

底吹氩钢包内衬蚀损行为的数值模拟研究

针对底吹氩精炼钢包,建立钢包内衬蚀损行为模型,耦合钢液流动与传热过程,对钢包内衬材料在底吹氩精炼过程中的蚀损行为进行研究。结果表明,无论单吹还是复吹,较大的蚀损速率主要分布在钢包渣线及近透气砖区域,吹气量的增大会加速钢包内衬的蚀损。采用复吹时,钢包内衬的蚀损较单吹时更快。随着吹气参数的改变,钢包内衬蚀损速率的分布状况差异明显。大吹气量下,较大的蚀损集中在渣线区域且呈环向扩展;透气砖安装距包壁越近,钢包内衬蚀损不均衡性也越突出,近透气砖内衬蚀损加重。因此,在保证吹气效果的同时,透气砖偏心度不可太大,以免加重钢包内衬的局部蚀损,缩短其服役寿命。     

100t顶底侧吹转炉熔池混匀行为

在实验室建立了100t顶底侧吹转炉模型,研究了侧吹枪的直径、侧吹位置、侧吹气量和底吹气量对转炉熔池混匀时间的影响．结果表明,采用侧吹技术可以显著降低顶底复吹转炉熔池的混匀时间;当侧吹气量小时,小直径的侧吹枪有利于降低熔池混匀时间;本研究的侧吹位置对熔池混匀时间影响不显著;存在一个临界侧吹气量,当侧吹气量小于临界气量时,随侧吹气量增加,熔池混匀时间显著下降;当侧吹气量大于临界气量时,随侧吹气量增加,熔池混匀时间下降不显著．在小的侧吹气量范围,大的底吹气量有助于降低熔池混匀时间．     

柴油发动机排气微粒过滤器微波再生净化理论分析

柴油机排气微粒过滤器再生净化是汽车柴油发动机排气净化的有效方法之一。论述了柴油机排气微粒过滤器微波再生净化系统的构成、过渡器结构分析、再生腔结构分析,以及如何对过滤器再生效果的间接性评价指标。对设计制造柴油机排气微粒过滤净化装置具较好的指导意义。     

空塔处理高氨氮废水的研究

采用一种新型的空塔吹脱设备代替传统的填料吹脱塔处理高氨氮模拟废水。研究了模拟废水pH值、气液比、温度对氨吹脱率的影响。研究结果表明：空塔吹脱在废水pH值约为12左右,温度为60℃,鼓风量为150 L/min的操作条件下,氨氮吹脱率达63.16%.空塔吹脱具有操作简单,脱除效率稳定且成本低的优点,适合实际工程中应用。     

洞塞泄洪洞的3维数值模拟研究

为解决高水头、大流量、出口尾水位低导流洞改建洞塞泄洪洞的布置和消能问题,提出了"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"这种新型的洞塞布置和消能形式,并采用RNGk-ε双方程模型和VOF方法,对采用该种新型洞塞布置形式的洞塞泄洪洞的流场进行了3维紊流数值模拟,得到了压强、流速、消能率等重要水力特性的分布规律,且将部分计算结果与试验结果进行对比分析,结果吻合良好,验证了采用该数值方法计算强紊动、强剪切射流以及大尺度漩涡流动的可行性.同时,研究结果也表明,某水电站非常泄洪洞采用"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"的消能模式消能,洞内能形成较强的紊动,消能效果好,满足工程要求.     

复合桥塞在水平井分段压裂中的应用

复合桥塞具有容易钻铣、钻铣时产生的碎屑轻小、不易卡钻等优点。通过桥塞坐封和射孔联作,不但缩短了水平井分段压裂的施工周期,利用其内部单流阀结构,还能实现压裂后的迅速返排、快速投产。复合桥塞应用于江汉建页HF-1井水平井分段压裂,效果理想,封堵隔离作用好,压裂施工中没有漏失和移位现象。     

大米栓塞状气力输送的实验研究

本文叙述了以自动成栓、脉冲气刀控制及单仓压送几种方式形成的大米在水平管道中的栓塞状气力输送的实验研究。在管径50毫米,长约15米的管道中,不同的输送供气条件,所形成的栓状流有不同的压降特性和不同的料气输送比,栓塞的长度及运动速度也有差异。在相同气源压力条件下,单仓压送所形成的栓塞状输送比其它几种有较高的输送效率;而自动成栓的栓塞流,则其输送量对气源压力并不敏感,有较为稳定的大米输送质量流量。     

直动双挡销式分钵落苗系统设计

为了提高现有钵苗栽植机分钵速度和落苗准确性,结合钵体形状特征研制了直动双挡销式分钵落苗装置;经过对钵苗栽植过程受力和运动特性的分析,确定了落苗装置工作的主要参数;经过试验发现,对于圆台形钵体的钵苗来说,不仅栽植速度有了很大提高(达到3株/s以上),而且对于带有较大残损的钵苗也具有很好的适应性。     

具有specification性质的连续流

研究了具有specification性质连续流的动力性质。主要结论是:(1)具有specmcation性质的连续流是混沌的,且其拓扑熵大于零;(2)specmcation性质在扭扩及逆极限下是不变的。