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关键词： 曲轴   失效分析   应力分析   响应面法   结构优化  

摘要： 发动机运行过程中,曲轴轴颈在不同转角处磨损情况有所不同,导致曲轴表面匹配精度降低。对内燃机曲轴进行应力应变分析,基于有限元方法建立直列六缸内燃机曲轴三维模型,根据内燃机实际受载情况对曲轴施加约束和载荷并进行静力学仿真分析。结果表明:曲轴最大应力发生在曲轴连杆轴颈与曲柄销之间的过渡圆角处,曲柄销中心出现最大形变。基于响应面法对曲轴进行优化分析,结果表明:优化后的曲轴最大应力与最大变形都有所减小,其中,最大应力减少了12.42%,最大变形减少了16.83%。为验证优化的可行性,对优化后的曲轴进行企业调研,结果表明:结构优化后的曲轴故障率和返修率都有所减小,降低了曲轴早期出厂的故障率。

关键词： 热交换器   印刷板式   微通道   有限元   应力   分析  

摘要： 针对液化天然气(LNG)气化用低温印刷板式热交换器在LNG气化流程中用于蒸发气冷却和LNG气化功能的换热模块,根据工况工艺参数进行印刷板式热交换器传热计算,并与换热芯体应力有限元分析结合,增加有限元分析结果与传热复核计算结果相互验证,保证了印刷板式热交换器换热面积的合理性,能够覆盖设计工况的工艺参数要求,并可满足换热模型计算要求和分析设计标准规范要求,创新了印刷板式热交换器结构设计思路。

关键词： 大体积混凝土   明挖隧道   水化热   管冷系统   温度场   应力场  

摘要： 明挖隧道厚壁衬砌大体积混凝土厚度在1.0~1.5 m之间,厚度不同于大跨径桥梁的承台和锚碇,通过研究厚壁衬砌水化热温度场规律,避免其结构产生裂缝。以某1.2 m厚现浇连拱明挖隧道衬砌大体积混凝土为研究对象,通过现场实测温控数据了解其温度场规律,并采用有限元软件Midas Fea进行温度场模拟,结果吻合良好。利用验证后的有限元模型开展应力分析,提出厚壁衬砌无管冷系统温控施工法,通过控制变量进行数值模拟验证其可靠性。结果表明:厚壁衬砌的水化热温度场温度上升快下降慢,结构整体降温速率平均为5.0℃/d,高于2.0℃/d,但不会引起结构裂缝;该施工法能够适用于1.2 m及以下厚度的隧道衬砌施工,对于同等类型的明挖隧道施工具有指导意义。

关键词： 表孔弧门   ANSYS仿真   应力   变形   安全性能  

摘要： 大型水电站表孔弧门结构的安全性能关乎于整个枢纽工程的安全运行。以某水电站表孔弧门为例,建立了大型表孔弧门的三维仿真模型,基于仿真模拟分析了在静水工况不同条件下弧门的应力与变形分布,进一步建立了动水条件下的流固耦合模型,研究了动水工况下表孔弧门的稳态和瞬态安全特性,并探讨了在不均匀载荷条件下表孔弧门结构开启过程中安全性能劣化规律,最后通过现场试验验证了模型的准确性。结果表明,该大型表孔弧门结构在静水、动水条件下的应力均较大,易产生应力集中的危险点位于表孔弧门面板下部边缘位置处,但均在安全裕度内;双液压活塞杆的不均匀载荷会导致弧门结构安全性能劣化,过大的不均衡载荷甚至会引起弧门失效坍塌。

关键词： 集汽集箱   管座角焊缝   焊缝开裂   应力分析  

摘要： 本文针对CF-C-300型锅炉集汽集箱支座角焊缝开裂问题展开研究。通过详细分析开裂原因,包括管道结构不均匀载荷分布、角焊缝焊接质量不高、弹簧支座摩擦力等方面的问题。提出了改进措施,包括重新平衡载荷、优化焊接工艺、降低摩擦力、引入结构监测系统等。

关键词： 大直径夹套三通   端板   应力分析  

摘要： 基于有限元法,对需实施改造的某装置一段超出标准范围的大直径夹套三通和端板进行了应力分析。通过分析计算,确定了该大直径夹套三通的相关尺寸及端板的设置位置,并得出夹套三通端板距夹套三通中心线的设置距离应考虑其对高应力区应力强度影响的结论。

关键词： 铝合金空心铸锭   热顶铸造   裂纹   应力  

摘要： 热顶铸造铝合金空心铸锭时,由于内孔表面结晶的凝壳较薄,在拉力的作用下凝壳容易产生裂纹甚至发生漏铝问题。通过显微观察发现漏铝部位多数具有拉痕和断裂特征,但也有突发漏铝的情况。结合生产实际,分析了空心锭内孔拉痕拉裂漏铝以及无拉裂突发漏铝产生的原因。指出为避免拉裂漏铝,需要从铸造结晶器结构、铸造参数和操作工艺等方面采取措施。通过控制半连续铸造时铝液放热和冷却水吸热的热平衡来控制内腔凝壳厚度和所受拉力;无拉裂突发漏铝主要是由于铸管内腔压力过大所致,从而研制出加装了内孔排气装置的热顶铸造结晶器,并采取优化铸造温度、铸造速度、冷却速度、冷却均匀性等措施。生产表明,加装内孔排气装置的结晶器可有效降低铸管内气体压力,解决无拉裂突发漏铝产生的问题,而其他工艺措施能够很好地控制凝壳厚度,从而解决了拉裂漏铝的问题。

关键词： 钢结构   屋盖   滑移   有限元分析   应力   挠度   施工技术  

摘要： 由于垃圾焚烧发电厂具有跨度大、高度高、厂房内工艺设备先行安装且厂房结构滞后安装的特点,需采用高空整体滑移施工方案。以北京安定循环经济园垃圾焚烧发电厂项目为背景,采用MIDAS Gen软件模拟其烟气净化间钢结构屋盖累积滑移施工技术,提出3种施工方案,有效解决了原方案中部分构件挠度和应力超限问题。基础滑移方案为两轨道滑移方案,但存在滑移过程中屋盖变形过大、高应力构件较多问题;改进方案包括增设轨道滑移方案和加劲网架滑移方案。滑移模拟计算结果表明,采用两轨道滑移方案时,结构最大应力为711.78MPa、最大挠度为1 256.05mm,应力、挠度均超过限值;采用增设轨道滑移方案时,结构最大应力为133.73MPa、最大挠度为98.19mm;采用加劲网架滑移方案时,结构最大应力为186.52MPa、最大挠度为124.77mm。计算结果表明,改进方案提高了滑移过程中结构刚度,降低了应力幅值,是结构滑移的可选方案。

关键词： 应力   复合固态电解质   相场法   锂枝晶  

摘要： 固态锂金属电池是最具潜力的下一代高能量密度储能技术,但其面临的一个最迫切问题是锂枝晶的不均匀生长.目前低模量复合固态电解质,特别是低模量多相复合固态电解质,抑制锂枝晶生长的机制还没有被完全明确.因此,本文通过相场法构建了力学-化学模型,研究了复合固态电解质不同弹性模量对于锂枝晶生长的影响,结果表明电解质模量越高,锂金属的应力越大,易使锂枝晶发生塑性形变,从而抑制锂枝晶的生长.本文的研究加深理解了低模量多相复合固态电解质抑制锂枝晶的机制,并为复合固态电解质的设计提供了指导.

关键词： 真空管操动机构   应力   有限元分析   瞬态动力学  

摘要： 真空管操动机构是换流变有载分接开关的核心部件,其机械结构较为复杂,且因其频繁操作常导致机械机构发生塑性形变与损伤,从而发生换流变故障。研究有载分接开关真空管操动机构力学特性动态仿真能够弥补传统测试手段无法直观展示应力分布的不足,并为真空管操动机构的设计与改进提供理论基础。首先,在ANSYS中建立了基于隐式非线性动力学的真空管操动机构瞬态动力学仿真模型,采用Von Mises屈服准则与等向硬化模型计算模型等效应力;其次通过有限元分析了操动机构整体的应力分布情况;最后针对性地分析了凸转盘、凸杆、支撑机构和真空管的应力分布情况,从而便于深入分析分接开关在各种工况下的工作原理,并有助于根据应力分布情况有效改进操动机构机械结构,并在设计阶段预见并避免可能的故障模式。