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关键词： 加热炉   烟道   天圆地方   有限元   SolidWorks   特征尺寸   应力分析   变形量  

摘要： 结合实例应用有限元软件Ansys分析加热炉烟道用天圆地方结构件。借鉴压力容器分析设计标准对计算结果进行校核,进而研究天圆地方结构件特征尺寸对其结构应力水平和变形量的影响。研究发现:减小天圆地方结构件上下截面面积比可以降低结构最大应力水平和结构变形量;结构件高度取值与顶部圆形直径相近时,其最大应力、最大变形量较低;减小底面矩形两边长度之差也可以获得较低的应力水平和结构变形量。以上结果可为天圆地方结构件结构设计提供参考和依据。

关键词： 排气管   热应力   应力分析   改进  

摘要： 某发动机排气管存在裂纹故障。通过流固耦合方法计算分析该排气管的温度分布情况,经试验确认温度计算结果是可信的。进一步计算得到排气管的应力分布情况,揭示排气管存在热应力集中,且热应力集中情况和裂纹故障情况吻合。结合应力分析结果显示的应力分布情况,对排气管进行了针对性改进。改进后的排气管通过了试验验证,表明改进是有效的,零件满足使用要求。最后对排气管设计规律和准则进行了总结。

关键词： 测力车钩   设计   仿真分析   嵌入式传感器   应力  

摘要： 在重载铁路机车车辆车钩纵向动力学研究中,车钩分离故障是影响铁路行车安全的重要问题,而车钩力是影响脱钩故障的关键因素。为实现在货运列车上进行多元车钩力识别,采用车钩三向作用力解耦识别方法,通过构建车钩应变识别桥路,研究了一种适合嵌入式传感器布置的测力车钩设计方法。通过分析车钩的几何形态与服役状态下的运动学特性,对两种不同的传感器布置方案进行了对比分析;介绍了传感器嵌入式车钩的设计方法,建立了原型车钩与测力车钩的几何模型和有限元计算模型,得出了车钩关键部位在服役载荷与极限载荷下的应力状态。研究结果显示,钩身表面对应位置开浅槽粘贴应变片的传感器嵌入式测力车钩,其强度满足运用要求,为动态监测分析车钩力提供了参考。

关键词： 阀片   压缩机   应力   流固耦合   可靠性  

摘要： 为了实现转子压缩机排气舌簧阀的可靠性预测,本文建立起舌簧阀失效率与压缩机结构尺寸、制冷剂、运行工况、阀片制作工艺等因子关联的计算模型;该模型通过传递矩阵方法计算阀片的结构特性;采用流固耦合联合仿真得到阀片运动特性,从而采集阀片运动中的应力谱;基于阀片单品的疲劳测试获取不同工艺下阀片许用强度的概率分布,按照应力-强度干涉模型,给出舌簧阀在高周疲劳运动下的失效率,结果表明:阀片组合的固有频率与实测值误差7.5%以内,阀片运动仿真与压缩机中的实测结果一致;结合某市场不良方案进行验证,改善前阀片应力过大,市场故障率较高,改善后应力下降24.7%,万分之一失效率下的寿命提升50.6倍,市场数据也证实了可靠性大幅提升。

关键词： 锚碇基坑   反倾向边坡   应力   变形   基坑支护   数值模拟   锚杆支护   锚索支护  

摘要： 依据工程地质资料及锚碇基坑支护设计方案,利用ANSYS软件构建长江某大桥锚碇基坑的三维地质概化模型,将模型导入FLAC3D中模拟分析了锚碇基坑开挖支护全过程中的应力、变形及塑性区演变特征。结果表明:基坑开挖过程中,岩体应力集中现象相对较轻,整体以压应力为主,分布较均匀;开挖后基坑的整体变形趋势是向上向临空面回弹变形,底板最大综合位移为14.7 mm,边坡最大变形出现在北侧反倾向边坡,变形值8.65 mm;塑性区体积持续增大,仅在最后一级开挖时有所降低;开挖完成后,基坑北侧的岩体内出现大量塑性区。与单一锚杆支护方案相比,锚杆+锚索支护方案北侧高边坡岩体变形平均减小16.6%,开挖完成后塑性区体积减小8600 m^(3),最大分布深度从15 m减小到5 m。锚杆+锚索支护方案不仅较好地抑制北坡变形,而且有效减小岩体内塑性区分布深度,提高岩体稳定性,基坑边坡支护效果更好。

关键词： 异质铝合金   激光深熔焊   热固耦合   温度场   应力场  

摘要： 为提高车用动力电池极耳焊接质量,基于ANSYS仿真平台建立1050/6061异质铝合金薄板非线性瞬态热固耦合分析模型,通过APDL语言完成高斯面热源的移动加载。模拟在给定工艺参数下激光深熔焊温度场与应力场,并将模拟结果与试验结果对比分析。结果表明,模拟的熔池形状和大小与试验结果吻合良好,具有可靠性。激光束加热和冷却速度极快,热源附近温度梯度大,等温线密集。焊缝中心处的应力集中是导致焊接接头产生细微裂纹等缺陷的主要原因,焊后有必要通过退火处理来降低等效残余应力。

关键词： 渗流场   应力场   耦合   有限元   复合土钉  

摘要： 对渗流场-应力场耦合理论及耦合作用下土体固结特性进行分析,建立耦合作用下有限元方程及有限元模型。从理论联系实际的角度出发,利用岩土有限元分析软件PLAXIS对某采用复合土钉支护方案的基坑工程进行有限元模拟分析,分别建立不考虑渗流场影响及考虑渗流场-应力场耦合作用的2种计算模型,模拟分步开挖时复合土钉支护结构下基坑土体变形特性,并对2种模型计算结果进行对比分析,通过模拟结果与现场实测数据的对比,结果表明耦合作用下的基坑土体变形计算值与现场实测值较为一致。说明考虑渗流场-应力场耦合作用下的有限元数值模拟方法是可行的,计算结果是合理的,对类似工程具有一定的指导意义。

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。