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关键词： 数值模拟   热障涂层   热力耦合   有限元   应力  

摘要： 有限元模拟是研究热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)界面处热生长氧化层(thermally grown oxides,TGO)应力演变的有效手段之一,可为探索TBCs失效机制提供理论支撑。采用先进的热障涂层多因素耦合设备对热障涂层圆管试样模拟发动机工况进行热力耦合循环实验和热循环实验。利用有限元软件ABAQUS对包含真实初始TGO形貌的热障涂层进行有限元建模,分析实验过程中TGO的应力和变形规律。结果表明:在不考虑TGO及界面开裂的情况下,无论是热力耦合模型还是热循环模型,随着循环次数的增加,Mises应力均增加;加热过程中TGO受拉,冷却过程中TGO受压;加热过程的应力均远小于冷却至室温时的应力。经过相同的循环次数,热力耦合模型中的应力值均高于热循环模型中的应力值。经过20,45,70次热循环后,冷却至室温时,TGO应力分别达到2.85,3.65,3.55 GPa,而经过相同次数的热力耦合循环后,冷却至室温时,相同位置的TGO应力分别达到4.01,5.0,4.81 GPa。与热循环相比,在热力耦合条件下,经过相同循环次数冷却至室温时的TGO应力显著增加。

关键词： 压力管道   应力分析   内容   特点   应用  

摘要： 随着经济水平的不断提高,各种管道工程的施工建设已经成为了人们生活中的所不能缺少的重要部分,压力管道作为一种广泛应用于冶金工程、电力工程、天然气体、石油化工等领域的重要运输工具,其安全性与稳定性至关重要。在压力管道的设计、安装和运行过程中,应力分析是一项不可或缺的工作。通过对管道在各种工况下的应力状态进行精确计算和评估,可以有效预防管道的失效和破坏,保障其正常运行。因此,对压力管道应力分析的内容及特点进行深入研究和探讨,具有重要的理论价值和实践意义。基于此,本文章对压力管道应力分析的内容及特点进行探讨,以供相关从业人员参考。

关键词： 扶手   共振   模态分析   应力分析  

摘要： 针对柳工某型挖掘机在使用破碎锤工况下持续反馈扶手断裂问题,用HyperMesh对扶手进行模态分析,得到扶手1~6阶模态振型。该型挖掘机破碎锤冲击频率为5.5~17.4 Hz,通过对比1~6阶模态振型,初步判断引起扶手断裂的模态振型。随后对扶手进行振动测试,发现断裂处位置的振动频率与其模态分析的1阶频率接近,验证了模态分析的准确性,确定扶手断裂的原因为其1阶频率与挖掘机破碎锤冲击激励频率发生共振,在频繁交变的受迫载荷作用下,安装在挖掘机上的扶手发生断裂。为进一步验证断裂原因,在挖掘机破碎锤工况下采集振动载荷谱,以此作为输入激励在HyperMesh软件中对扶手进行随机振动分析,得到扶手应力最大位置与实际断裂位置基本一致。为此,对扶手结构进行优化,并改变对扶手约束的固定方式,提高扶手的固有频率,解决了扶手在工作时与激励产生共振问题。优化后的扶手断裂折弯处应力下降53.6%,1阶模态频率提升21.1%。目前优化后的扶手已批量用于柳工某型挖掘机,已工作3000 h以上,未收到扶手断裂的反馈,扶手结构优化方法正确性。

关键词： 故障分析   环冷机   过载   扒窑皮   传动比   应力  

摘要： 针对球团环冷机水冷梁脱落现象,系统分析故障产生原因,从过载、电机过载电流曲线、水冷管道堵塞缺冷却水、与母体焊接强度、水冷梁链接螺栓材料强度等可能引起环冷机水冷梁脱落的因素中逐一分析排查,最终通过计算传动比、综合分析故障发生前环境及生产操作因素变化等,得出故障原因为挖掘机机械臂扒窑皮并将窑皮集中排入环冷机受料斗,在台车运转过程中,窑皮大块卡在环冷机台车与水冷梁之间,水冷梁受窑皮大块传递的台车巨大推力,超过其与固定母板的链接强度,最终导致水冷梁脱落。针对此,提出了切实有效的解决措施。

关键词： 高温高压   压力管道   应力分析   疲劳寿命   材料优化  

摘要： 高温高压压力管道,是工业装备的生命线,压力管道的稳健性影响设备运行的安全性。对此,探究其在高温高压环境下疲劳生成的因素,以及预测其疲劳寿命,就显得至关重要。本文基于弹塑性力学以及热力学这两大支脉,对压力管道在高温高压中的应力情况进行了分析。这种极端的高温高压环境,无疑会增强压力管道的应力,加剧了材料的疲劳损伤。借助疲劳寿命的预测工具可以看出,这样的高温高压环境,给压力管道的疲劳寿命造成了影响。此外,我们发现通过优化材料和工艺参数,能有效提高压力管道在高温高压环境下的疲劳寿命。以上研究结果为压力管道的设计、制造和使用提供了重要的理论依据和实践指导。

关键词： 交叉性学科   工程力学   自然科学领域   生物工程   征稿简则   土木工程   信息与控制   最新研究成果  

摘要： 《哈尔滨工业大学学报》主要报道自然科学领域的基础理论、工程技术与应用方面的最新研究成果。报道方向包括航天、机械、能源、动力、材料、电气、电子、信息与控制、计算机、化工、生物工程、土木工程、市政环境、暖通空调、道路、桥梁、交通工程、工程力学及有关交叉性学科。

关键词： 增材制造   316L不锈钢   应力场   数值模拟  

摘要： 针对不同速度、不同压力及不同电流情况下应力场的变化情况,采用控制变量和热力间接耦合的方法,建立电阻增材制造316L不锈钢应力场模型,分别截取每一组参数中第1~10层的第1步和最后一步中应力场作为参考数据,对316L不锈钢电阻成形工艺中的应力场进行研究,得出不同参数对应力场的影响规律。通过对仿真结果的分析可知:当移动速度降低时,应力场也随之减小;当压力增大时,应力场也增大;当电流增大时,应力场也增大。该规律为其在实际生产中的应用提供了依据。

关键词： 工程力学   课程思政   教学改革  

摘要： 在高职教育飞速发展的背景下,工程力学课程传统教学方式已不能适应学生学习的需要。该研究将工学项目与思政元素融合,改革创新课程内容与教学方法,效果显著,学生学习兴趣及课堂教学效果明显提高。学生在实践过程中学习力学知识、深化工程力学原理、提高力学分析及检算能力。另外,该教学方式还充分体现课程思政教学思想,着重对学生职业素养与道德品质进行培养,促进学生综合素质提升。该研究对高职课程思政教学开展有较大参考价值,对高职教育改革有一定的帮助。

关键词： 后掠叶片   固有频率   应力   风剪切  

摘要： 以NREL 5 MW风力机后掠叶片为研究对象,结合复合材料铺层在ANSYS APDL中设计叶片有限元模型,通过CFD方法求解剪切指数为0.2时直叶片和两种后掠叶片(后掠2 m和后掠4 m)在0°和180°方位角下的气动载荷发现后掠4 m叶片在后掠段有明显的降载功能,随后使用ANSYS静力学模块对各叶片进行模态、静力学计算,分析不同后掠叶片的结构特性。结果表明:相较于直叶片,后掠4 m叶片有较好的降载性能,在0°和180°方位角下轴向力在0.8R处最大可降低7.5%和9.1%;随着后掠量的增加,一阶模态频率逐渐减小,一阶频率与3倍基频3P分别相差13.4%,11.9%及10.2%,因此不会发生共振;同一方位角下,后掠4 m叶片的叶尖位移最大,直叶片次之,后掠2 m叶片叶尖位移最小。

关键词： 燃气管道   占压载荷   应力   下沉量   有限元  

摘要： 本文建立了占压载荷、土壤和管道之间相互作用的有限元模型,分别分析了直接占压、安全距离不足情形下占压载荷使管道产生的附加应力和下沉量。研究表明:土壤的力学参数对管道的应力、下沉量和椭圆度都有很大影响;随着水平净距的增加,占压载荷使管道产生的附加应力和下沉量快速降低;面积型载荷对管道的影响主要取决于占压载荷的大小,受覆土深度的影响小,而点型载荷使管道产生的附加应力受覆土深度的影响非常大。