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关键词： 天然气管道   压气站   压缩机   出口管道   振动   应力   临界振动位移  

摘要： 【目的】服役工况下管道振动的安全监测已逐步纳入行业标准化管理体系,压缩机是天然气管道系统的关键设备之一,其出口管道一旦发生明显振动,将会增加整个管道系统的运维风险。【方法】以西气东输管道某压气站压缩机的出口管道为例,通过对出口管道进行振动测试,探究了管道振动发生的规律,深入分析了管道振动的空间轨迹、振动周期以及振动位移等,进而建立了管道振动应力分析有限元模型。【结果】将有限元模型计算结果与压气站现场应力检测结果进行对比,得到计算结果的最大误差为17.5%,验证了新建模型的准确性,并分析了误差产生的原因;基于所建有限元模型,对管道振动引起的x、y、z方向附加应力与分布情况进行了研究,发现y方向振动幅值较大、z方向承受较大的应力,并对振动状态下的管道进行了安全评定。基于管道振动应力分析与安全评定结果,依据管材的许用应力进一步计算了管道在y、z方向的临界振动位移分别为4.4 mm、6.6 mm,并给出了定期开展管道振动在线监测的建议。【结论】采用现场测试与有限元模拟相结合的方法对天然气管道压气站压缩机振动进行分析,厘清了管道振动的规律,并得出了需重点关注风险相对较高的y、z方向的临界振动位移,为天然气管道的风险控制与安全运行提供了参考。

关键词： 荷电状态(SOC)   锂离子电池   应力   神经网络   麻雀搜索算法(SSA)  

摘要： 准确估计荷电状态(SOC)是保证锂离子电池可靠运行的基础。提出基于多维特征特别是结合力信号的数据驱动的SOC估算方法,对锂离子电池应力特征进行Savitzky-Golay(S-G)滤波,形成优化重构后的应力信号。提出基于麻雀搜索算法(SSA)改进的反向传播(BP)神经网络,提高神经网络的全局寻优能力。用恒流(CC)、联邦城市驾驶工况(FUDS)进行评估。在BP神经网络中,相比于单纯使用电信号,考虑应力特征的SOC估算的均方根误差(RMSE)降低89.1%,平均绝对误差(MAE)降低88.8%,考虑应力特征的SSA-BP神经网络的SOC估算误差在0.3%以内,鲁棒性和精确性更高。

关键词： 虚拟样机   轨道螺栓扳手   应力分析   疲劳分析   模态分析  

摘要： 对轨道自主式螺栓机用螺栓扳手进行结构设计和有限元分析。首先通过计算对螺栓扳手的传动系统做出设计和计算,确定了轨道螺栓扳手的传动方式为二级行星齿轮传动;其次利用SolidWorks软件建立了螺栓扳手齿轮传动和扳手套筒头三维模型,基于建立的模型在SolidWorks Simulation插件中对螺栓扳手套筒头展开有限元计算仿真,分别求解了拧紧螺栓和旋松螺栓两种工况下的静应力和螺栓扳手套筒头的疲劳情况;最后对螺栓扳手套筒头进行动力学模态分析,研究了扳手套筒头和设备内部激励源的共振情况。通过有限元静应力分析,验证了结构设计的合理性,所设计螺栓扳手满足材料强度要求;通过对自主式螺栓机内部激励源频率的计算,对比有限元模态分析得到的螺栓扳手套筒头前6阶固有频率,验证得到所设计结构的动态性能也满足设计要求。

关键词： 变压器   高阻抗   短路   应力   轴向力  

摘要： 以电力系统中广泛使用的典型三绕组240 MVA/220 kV电力变压器为例,阐述了高阻抗变压器实现的工作原理和4种典型结构特点,分析了不同短路工况下的抗短路能力,并对3种典型结构高阻抗变压器的抗短路性能进行了对比分析,评估了不同结构高阻抗变压器的短路性能优劣性。结果表明,高压内置和串抗结构高阻抗变压器均具有较好的抗短路性能,且串抗结构在高中低绕组轴向力及垫块压缩应力、调压绕组环向应力和变压器端部轴向作用力方面更具有优势,且整体抗短路性能最好。

关键词： 新工科   工程力学   项目化教学  

摘要： 在推行“新工科”教育改革的背景下,鉴于《工程力学》课程的全面理论架构以及计算机虚拟仿真技术的应用,应当探索新的教育模式,利用虚拟仿真软件平台开展针对不同专业学生的《工程力学》课程教学改革。以土木相关专业学生为例,以实际工程项目为背景设计教学过程,并应用虚拟仿真技术虚实结合的教学手段应用到教学过程中,课后进行全过程考核来测试学生对《工程力学》课程内容的掌握程度。实证分析表明,这种教学模式的创新可以推动学生自我驱动、独立思考的能力提升,以及增强其探究精神和创新能力,旨在培育出拥有扎实工程实践技能、创新思维且在全球竞争中具有优势的高质量复合型“新工科”专业人才。

关键词： 激光冲击   7075铝合金   数值模拟   硬度   应力  

摘要： 针对激光冲击强化7075铝合金的问题,利用有限元技术和试验方法进行研究。首先利用光学显微镜、电子背散射衍射、显微硬度试验分析激光冲击前后试样上表面和横截面上微观组织和力学性能。其次采用有限元软件对7075铝合金进行数值模拟,得到应力变化云图和残余应力云图。试验结果表明,激光冲击细化表面和横截面晶粒组织,表面和横截面上再结晶晶粒占比分别从激光冲击前6.5%和8.3%提升到33.0%和80.1%;激光冲击后表面平均显微硬度提升幅度超过15%;随着深度增加,横截面上显微硬度提升幅度逐渐衰减。数值模拟结果表明,激光冲击过程中应力从447 MPa提升到581 MPa,在稳定时降到550 MPa;激光冲击提高了表面残余应力,而横截面上应力随着厚度增加而衰减。

关键词： 显示终端   结构仿真   应力  

摘要： 本文以某加固显示终端的屏幕组件为研究对象,利用有限元结构仿真,研究压接条件下,屏压条放置位置对屏幕受力的影响。分析结果表明,在相同的压力条件下,屏压条施力位置的不同,显示模组受力及变形情况不同,通过仿真分析可以了解显示模组全局的应力分布,为后续结构方案的优化提供参考。

关键词： 接触网   腕臂装置   环境风   机械强度   应力分析  

摘要： 接触网腕臂装置时刻受到环境风等因素的影响,使腕臂装置机械强度下降,基于流固理论及有限元理论,对不同风速作用下腕臂装置的机械强度进行研究。研究表明:在80 m/s时的风压达到最大,正定位腕臂装置的风压为120 kPa,反定位腕臂装置的风压为118 kPa;瞬时风速30~70 m/s作用下,腕臂装置的应力都小于最大许用应力,机械强度满足要求;当瞬时风速达到80 m/s时,腕臂装置的应力都超过最大许用应力,机械强度不能满足要求。

关键词： 椭圆形封头   长圆开孔   管嘴   有限元   应力   分析  

摘要： 以某加热分离处理器可抽出新型火筒结构的椭圆形封头长圆形开孔及其管嘴为研究对象,通过有限元分析软件并且采用应力线性化方法,对内压和外部载荷同时作用下该结构的力学性能进行计算分析,并对应力按照类型进行强度评定。分析及评定结果显示,椭圆形封头长圆孔与长圆管嘴的最大应力位于开孔直段与圆弧过渡处。可以为类似受压元件力学性能的校验提供方法和思路。

关键词： 膜片联轴器   有限元   应力分析   试验  

摘要： 膜片联轴器具有良好的轴向及角向不对中补偿能力,广泛应用于各类轴系的连接中,其力学性能直接影响轴系运行的安全性和稳定性。基于ANSYS有限元仿真软件,考虑接触非线性及大变形效应,建立膜片联轴器非线性应力仿真模型;分析膜片联轴器在单一扭转、轴向、角向以及径向载荷作用下膜片应力大小及应力分布状况;最后进行了静态扭转及拉伸试验验证。结果表明:膜片应力集中在膜片螺栓孔边、膜片束腰处以及膜片与垫片接触表面边缘附近;在过载或交变载荷作用下,最外层膜片最易发生损伤。