ANSYS在齿轮设计和计算中的应用

本文利用ANSYS对齿轮变形和齿根应力进行了有限元计算,并利用ANSYS的面面接触单元进行齿轮接触仿真分析,计算了齿轮啮合中的接触应力和变形分布,说明了ANSYS在齿轮计算尤其在接触分析上的有效性,为齿轮CAE提供了又一途径。     

某高层钢框架-中心支撑结构分析与设计

以某高层钢框架-中心支撑结构为例,介绍了塔楼结构方案的比选过程,确定了结构的性能化设计目标及抗震措施;采用YJK和ETABS两种软件对塔楼进行分析对比得出,结构各项整体指标均满足规范要求;采用时程分析法对结构进行多遇地震下的补充分析,对计算结果进行包络设计;采用PERFORM-3D软件对结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。结果表明,结构塑性发展程度可控,在进入弹塑性受力阶段后仍然具有较高的刚度和强度;采用ETABS,MIDAS Gen软件对跃层斜撑抗侧刚度、穿层柱屈曲进行专项分析得出,结构安全可靠。     

苏州丝绸博物馆“四方雨”钢结构分析与设计

苏州丝绸博物馆"四方雨"景观钢结构由12根直径105mm的圆钢立柱及菱形扁钢梁格组成,梁格下挂直径25mm的铝合金圆管。采用CFX-FLO软件对"四方雨"景观钢结构进行了数值风洞模拟,结果表明圆管立柱之间风荷载相互影响较小,风荷载体型系数接近1.0。对于扁钢梁,基于第1阶屈曲模态,对有限元模型引入初始几何缺陷,在计算中考虑双非线性,结果表明扁钢梁整体稳定系数仅为0.2,其设计满足规范要求。基于NIDA软件采用二阶直接分析方法,并考虑结构整体缺陷和构件缺陷,在计算中考虑双非线性,分析结果表明钢结构设计满足规范要求,结构的失稳形态和破坏机制符合预期目标。     

基于特征的实体造型方法

讨论了AutoCADDesigner中使用的基于特征的实体造型方法,指出了基于特征的造型方法与零件的加工工艺过程存在的两个极其重要的对应关系。     

热电厂15CrMo钢管高温蒸汽氧化腐蚀机理研究

研究某热电厂锅炉过热器15CrMo钢管在540℃/3.9 MPa条件下运行3000 h发生高温蒸汽氧化失效行为.利用X衍射、扫描电镜和电子探针等对15CrMo锅炉氧化层形貌和氧化膜成分进行组织结构观察和分析,结合高温水蒸气存在的情况下氧化膜生长理论,分析了这一特定条件下高温蒸汽氧化层的形成机理及其非正常失效原因.15CrMo钢在较短的服役过程中珠光体组织球化严重,达到4～5级,组织结构的退化导致力学性能严重下降同时炉管内壁发生严重的内氧化,从而降低管壁的有效厚度造成承压能力下降.晶界优先腐蚀,靠近晶界的基体组织内部形成大量孔洞,孔洞的形成是因离子扩散优先形成氧化点引起.氧化腐蚀产物分为内外两层,内氧化层结构疏松,方便了气体分子和金属离子的扩散,加剧了高温氧化的进行.     

15CrMo钢管蒸汽内氧化的微观特征

某热电厂的过热器15CrMo钢管道仅运行3000 h就发生爆管事故,宏观检查显示,管材内壁发生严重的氧化腐蚀。利用SEM、EDS和XRD等方法,测试分析了15CrMo钢管不同位置的组织结构及氧化层的物相组成等。结果表明,钢管在服役过程中有严重的氧化腐蚀,形成内外两层氧化皮,氧化侵蚀主要先从晶界开始,再逐步扩展到晶内。     

汽轮机转子30Cr1Mo1V钢长期服役状态下的高温疲劳行为

研究了已服役16年的汽轮机30Cr1Mo1V高中压转子钢的高温疲劳性能。选取高应力段、高温段和中压段等3个典型部位切向样品进行538℃条件下的低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展速率性能比较试验,试验结果表明,高温段的疲劳性能劣化最严重,高应力段次之。相应的微观结构观察发现,30Cr1Mo1V转子钢原始的回火索氏体组织发生了明显的分解,这一现象在高温和高应力段材料中表现更为明显,碳化物粗化或球化严重,晶界碳化物呈连续链状分布,在高温段的晶界处还发现了少量的蠕变孔洞,这些微观结构现象应是材料性能退化的原因。     

乌海盆地内末次冰期砂楔/冰楔铸型的发现及古气候意义

砂楔/冰楔铸型等具有定量古环境意义的冰缘现象在中国北方已有多处报道,但多集中在末次冰期晚冰阶。报道了首次发现于乌海盆地的冰缘现象,从楔体形态特征、填充物粒度特征和光释光测年等方面对其成因和发育年代进行了深入研究。楔体和填充物剖面穿插关系、物质组成和形态特征分析等指示其形成过程大致可分为两个阶段:早期原生砂楔发育与楔壁近平行的充填-挤压构造;晚期冰楔铸型(包括冰楔形成、融化和填充)在砂楔之上进行叠加。冰楔切穿早期砂楔,导致楔壁物质发生强烈挤压变形,结构扰动,楔体表现为弯曲的不规则形态。光释光测年结果显示,原生砂楔发育的年代主要集中在(62.69±6.81)~(66.45±7.08)ka B.P.,即末次冰期早冰阶,对应于MIS4阶段,并可能部分延续至MIS3b阶段;冰楔铸型填充物年代为(5.95±0.61)~(6.62±0.73)ka B.P.,对应于全新世中期。由于冰楔铸型的填充晚于冰楔发育年代,推测冰楔发育年代可能为末次冰期晚冰阶。基于砂楔/冰楔铸型的发育过程及对环境条件的要求,初步估算出砂楔和冰楔发育时期年均气温比现在低12.1 ℃~13.6 ℃,砂楔发育时期(即末次冰期早冰阶)年降水量与现在相当。乌海盆地砂楔/冰楔铸型的发现为研究中国北方末次冰期尤其是末次冰期早冰阶纬度多年冻土分布及古气候环境提供了新的依据。     

超期服役的X20耐热钢主蒸汽管道疲劳性能研究

本文的研究对象为在热电厂主蒸汽管道服役长达230,000h的X20马氏体耐热钢,对其和原始材料分别选取5个应力幅进行单轴常温疲劳试验,划分了高周疲劳区、低周疲劳区以及过渡区。通过对比试验了解了X20钢的疲劳特性,推算出两种试样的Basquin公式,用于预测X20耐热钢的疲劳寿命,并利用应力-应变曲线进行了循环应变分析。     

长期服役对30Cr1Mo1V钢疲劳断裂性能和组织的影响

研究了服役16年的汽轮机30Cr1Mo1V高中压转子钢的组织结构与疲劳断裂性能.选取转子高应力段、高温段和中压段等3个典型部位的平面应变断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率性能比较试验.结果表明,高温段的性能劣化最严重,高应力段次之.微观组织观察表明30Cr1Mo1V钢原始的回火索氏体组织发生了明显的分解,碳化物球化,晶界碳化物粗化严重,在高温段的晶界处发现了少量的蠕变孔洞,这些现象可能是材料力学性能退化的组织结构原因.可见,因工作温度和应力差异,转子不同部位性能下降和组织结构退化状态出现明显分化,温度影响最明显.