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关键词： 阀门   高压   压力自密封结构   设计   强度   应力  

摘要： 压力自密封结构在高压阀门中应用广泛,但缺少对其整体与各部件的系统性校核验算。介绍了高压阀门压力自密封结构涉及的产品设计标准、结构原理与设计特征,较完整地阐述了组成高压阀门压力自密封结构的阀体颈部、阀盖、间隔环、分段支撑环、密封垫等关键部件及接触面的强度计算与应力分析,可为高压阀门压力自密封结构的设计与验证、承受最低应力提供技术指导,以提高压力自密封结构的安全完整性和密封可靠性。

关键词： 多场耦合   温度   渗流   应力   断层突水  

摘要： 矿井突水灾害是威胁我国煤矿安全生产的重大隐患和技术难题,为更准确地预测预报矿井突水灾害,通过耦合多孔介质流动方程、多孔介质传热方程和固体力学方程,利用多物理场耦合数值模拟软件COMSOL Multiphysics建立了温度场-渗流场-应力场(THM)多场耦合数值模拟模型,模拟断层导通含水层和工作面引发顶板水害,研究多场耦合作用下不同含水层水压下地下水渗流速度分布及其变化规律,以及渗流场作用下地下岩体温度场分布及其变化规律。研究得出,煤层上部含水层水压越大,对工作面附近煤岩体的降温作用就越大,能够用来反映渗流场的变化及预测突水危险性的大小,对矿井突水灾害的预防具有指导意义。

关键词： 桥梁   系杆拱桥   非对称结构   应力   挠度   矢跨比   有限元分析  

摘要： 为研究非对称式网状系杆拱桥结构的受力特征,以主跨160m网状系杆拱桥为研究对象,建立桥梁三维有限元分析模型。针对拱桥矢跨比和非对称分段位置2个结构参数,考虑恒载和可变作用,研究了桥梁挠度及拱肋、系梁、桥面系纵横梁和吊杆4类主要受力构件应力等静力性能和自振频率的变化特征。结果表明:随着矢跨比由1/7.6增大至1/5.2,结构挠度显著减小,从40.66mm减小至30.68mm,减小幅度达24.55%;4类主要受力构件的结构应力变化均较明显,当矢跨比从1/7.6增大至1/5.2,纵横梁应力变化幅度最大,减小25.29%,而拱肋应力先减小后增大,最小应力出现在1/5.8时。选择稍大的矢跨比对降低结构应力水平有利,但过大矢跨比会引起拱肋应力一定程度增大。当分段跨度比在0.350~0.425时,系梁和桥面系纵横梁应力变化有限,当增大至0.450时,系梁、桥面系纵横梁应力增幅分别达到37.46%,21.59%。当分段跨度比由0.450减小至0.350时,吊杆拉应力显著增大,增幅达73.72%。分段跨度比对拱肋的应力变化影响较小。矢跨比和分段跨度比均对结构竖向基频影响较明显,矢跨比减小或分段位置远离跨中点,桥梁竖向基频均呈减小趋势。

关键词： 白车身   有限元分析   应力   模态  

摘要： 以某电动巡逻车车架为研究对象,通过Pro/E建模软件完成电动巡逻车车身的三维建模,导入HyperWorks进行有限元网格划分,并赋予网格单元属性、材料及约束条件,然后根据整车实际工程应用进行车身的工况载荷及边界条件定义,最后利用OptiStruct求解器完成车身模态、应力的计算。通过有限元分析计算结果可知,该车的车身刚度、强度等性能均满足设计要求,且快速确认了车身设计方案的可行性。CAE分析可作为设计优化的一种可借鉴方法,为后续车身结构设计提供参考。

关键词： 轴流通风机   叶轮叶片   应力   仿真分析  

摘要： 轴流通风机是煤矿开采中的重要通风设备,其设计使用过程中的参数对通风机整体性能具有重要影响。针对通风机的轮毂比参数,以一型号通风机进行建模分析,采用有限元流固耦合方式得到不同轮毂比时叶片的应力作用,从而为通风机叶片的设计使用提供参考,提高通风机的整体性能。

关键词： γ-TiAl合金   真空自耗熔炼(VAR)   熔池形状   应力场   拉应力  

摘要： 通过数值模拟的方法研究了直径300 mm的γ-TiAl合金铸锭真空自耗熔炼过程,获得了不同条件下γ-TiAl合金真空自耗熔炼过程中金属熔池形状、温度场、应力场的变化规律。结果表明,在真空自耗熔炼初始阶段金属熔池为扁平状,熔炼稳定阶段金属熔池形状变为V状,熔炼过程中铸锭凝固区域的表面存在拉应力区域,且拉应力随着熔炼的进行增大,最大拉应力达到430 MPa,在随后的冷却过程中拉应力有所降低,熔炼结束后400 s时拉应力降至180 MPa。分别计算了熔炼速度为3 kg/min、6 kg/min、9 kg/min、12 kg/min时的熔炼过程,随着熔炼速度的增加,金属熔池变深,熔池由V形变为U形。熔炼结束后500 s,以3 kg/min熔速制备的铸锭表面最大拉应力为120 MPa,以12 kg/min熔速制备的铸锭表面最大拉应力值为235 MPa。换热系数对熔池形状有一定影响,换热系数增大使熔池底部由宽变窄,但换热系数对熔池深度影响不大,对铸锭中的应力场影响程度较小。

关键词： 连铸板坯   热力耦合   冷却   温度场   应力场   数值模拟  

摘要： 随着管线钢连铸板坯热送热装占比的升高,切割后的连铸板坯在相变、热应力以及温度的耦合作用下易形成质量缺陷,造成巨大的经济损失。以X70管线钢为研究对象,通过综合考虑材料热物性参数随温度的非线性变化及边界条件的设定,利用ABAQUS有限元分析软件对X70管线钢4 500 mm×2 300 mm×300 mm连铸板坯的单坯冷却过程进行热力耦合数值模拟分析。结果表明,铸坯重心平均散热速率为0.076℃/s,表面中心为0.084℃/s,表面与心部温差区间为100~210℃,并随着时间逐步减小。铸坯边部应力值为25 MPa,边部300 mm以内热应力大致相同,在200 MPa以内。结合温度场变化情况应尽量缩短切割到加热炉的时间,或增加保温措施以防止因热应力过大形成质量缺陷。

关键词： 变压器   模态   响应谱   振型   应力   位移  

摘要： 变压器在电力传输中的作用非常重要,如果电力变压器在地震时损坏,将会导致整个电力系统瘫痪,所以变压器的抗震性能是变压器设计中的一个关键指标。本文作者以750kV大容量油浸式变压器为例,基于IEEE-693抗震标准,建立了变压器的抗震仿真三维模型,在Ansys Workbench平台上进行模态和地震的响应谱分析,最终得到了变压器的振型和在地震作用下的应力分布和位移,其结果为变压器的外形结构设计(如油箱,储油柜支撑,散热器支撑,升高座,套管)提供了数值支撑,为进一步的结构优化提供了参考依据。

关键词： 光热发电   熔盐储罐   热力耦合   非线性屈曲   屈曲临界荷载   应力场  

摘要： 熔盐储罐的结构设计在太阳能光热电站中具有重要意义,直接影响到光热电站安全、稳定、高效的持续发电,目前国内外关于熔盐储罐结构设计的经验不足,且数值模拟的相关分析研究较少。为了进一步研究高温熔盐储罐罐顶网壳结构在高温下的非线性屈曲和罐体结构关键节点的高温力学特性,保证储罐的稳定性和安全性,依托于青海省某光热电站的工程项目,采用三维有限元软件,对高温熔盐储罐分别建立了壳单元模型和轴对称实体单元模型,对储罐罐顶网壳结构的稳定性和罐体结构大角焊缝、罐壁板与罐底板开展热力耦合的数值分析,并依据ASME和JB4732规定进行应力评定。结果表明:该储罐的肋环形网壳结构在设计温度下的安全系数达到3.3,杆件最不利截面的稳定应力、强度应力分别为69 MPa、62 MPa,网壳形式与杆件截面满足稳定性和强度的要求。储罐罐壁的主要应力为环向薄膜应力,最大值为82 MPa;大角焊缝处为一次应力加二次应力的复杂应力状态,最大值为130.1 MPa;根据应力评定方法,罐壁整体应力水平和大角焊缝处集中应力均在材料的容许应力范围内,验证了该熔盐储罐整体应力的安全性,研究结果可为其它工程应用提供参考。

关键词： LNG管路   三维协同设计   管路信息模型   PCF文件   应力分析  

摘要： 针对在天然液化气(Liquefied Natural Gas,LNG)管道生产设计与应力分析中串行工作模式带来的数据格式不兼容、设计返工频繁等问题,构建管路信息模型,并基于标准管道组件文件(Piping Component File,PCF)格式进行模型的表达;通过二次开发实现船舶计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)环境下管路部件信息的提取;建立管路参数化模型,支持管路应力分析模型的自动创建;并基于管路信息模型实现应力分析结果的CAD环境集成。应用案例验证表明,基于应力分析的复杂LNG管路设计协同工作模式可以大大提高设计效率与质量。