单裂纹对自增强厚壁筒的影响研究

分析了无裂纹时厚壁筒的应力计算方法,介绍了裂纹尖端位移外推的数值计算方法,采用Ansys软件研究了径比为1.7、裂纹长度为1 mm的厚壁筒在未自增强施加工作压力、自增强处理与自增强后施加工作压力三种工况下相对于无裂纹厚壁筒时的应力变化规律。并分析了裂纹前缘自由表面的张开位移及裂尖应力强度因子。结果表明:裂纹的存在只影响厚壁筒在裂尖沿扩展方向一定长度范围内的应力大小与分布;经自增强处理后施加工作压力产生在裂纹尖端前缘自由表面处沿厚度方向张开度明显小于未自增强处理,对其尖端应力强度因子与裂纹前缘张开位移值的计算可由前两种工况计算下叠加而成。     

带裂纹厚壁圆筒应力强度因子的几种计算方法

确定应力强度因子是断裂力学的重要内容。该文在考虑裂纹尖端应力应变奇异性的前提下 ,通过有限元的位移法和应力法分别计算了承受高压厚壁筒裂纹尖端处的应力强度因子 ,并且利用边界配置法的结果比较这 2种方法的精度。同时 ,还研究应力强度因子随裂纹深度和厚壁筒尺寸的变化规律     

内压厚壁容器外壁表面凹坑应力场有限元分析

采用通用有限元程序ＡＮＳＹＳ对内压厚壁容器筒体外壁表面凹坑（含打磨外壁表面裂纹缺陷所形成的纵向凹坑及环向凹坑）以及与筒体等厚的半球形封头表面凹坑的应力场进行了分析,研究了两种不同弹塑性材料模型（理想弹塑性模型和线性强化弹塑性模型）在纵向表面凹坑中的弹塑性应力场,并且分析了凹坑形状参数比对应力集中的影响,分析采用参数化模型,适用于各种尺寸内厚壁容器外壁面各种尺寸凹坑的应力场分析。     

非等长度组合厚壁筒装配应力之光弹性验证

利用光弹性实验对非等长度组合厚壁筒进行应力分析 ,验证了有限元计算结果。得出光弹性实验与有限元计算结果一致。     

两端均布、轴向线性分布压力作用下厚壁圆筒空间轴对称问题的解析解

构造了一个新位移函数, 使其满足双调和函数和对应的边界条件. 基于拉甫方法, 应用所构造的位移函数推导出厚壁圆筒内外壁在线性分布压力作用下的应力解析解, 得到了位移及线应变的计算公式. 通过对解析解分析, 当筒的长度趋于无穷时可得到厚壁圆筒著名的Lame公式. 所得结果不仅能够适用于厚壁圆筒受均匀压力的情况, 也适用于厚壁圆筒内、外面沿轴向受不同斜率线性分布压力而两端受均布压力作用的情况.     

多层包扎式高压容器的强度计算

本文研究了多层包扎式高压容器筒体予加应力的计算方法。建议以筒体内外壁同时进入屈服为出发点来设计筒体及改进包扎工艺,以提高容器的弹性承载能力。建议引入从试验得出的当量导热系数来计算筒壁温差及设计高温热容器,代替目前套用绕带容器计算筒壁温差的经验公式。根据国内外的爆破试验结果,归纳出计算多层包扎容器爆破压力的实验式。最后,用实验数据校核了予加应力的计算方法,两者基本上是吻合的。     

局部自增强厚壁筒中非对称裂纹的应力强度因子

虽然已有许多文献给出了厚壁筒多条裂纹应力强度因子的计算方法和计算公式,但还没有见到关于局部自增强厚壁圆筒中压缩残余应力引起的多条非对称裂纹应力强度因子的文献发表,本文推导了用权函数法计算这种裂纹的应力强度因子的计算公式,借助于已经发表的其它载荷情况下的有限元结果,对一个大的裂纹几何参数根据权函数公式计算了其应力强度因子,可供从事这方面工作的工程技术人员参考。     

厚壁筒内裂纹深度与动态应力强度因子的关系

根据有限元法的基本理论，采用了求位移的方法，分别求解了具有５种裂纹深度的静止边裂纹的厚壁圆筒在同种内载荷作用下的静态应力强度因子，设计了合理的计算动态应力强度因子的方案，并分别计算了５种裂纹深度下厚壁筒在２种载荷作用下的动态应力强度因子，从而得到一些动态应力强度因子随裂纹深时间变化的规律。     

自增强厚璧圆筒残余应力的松弛

本文是在笔者推导的自增强厚壁园筒初始残余应力分布计算式[1]的基础上,进一步提出了在交变内压作用下自增强厚壁园筒残余应力的松弛模型,并以试验数据对其进行了验证。     

自增强厚壁园筒的应力分析与优化设计

本文采用连续应力——应变折线来考虑材料的应变硬化效应,推导了厚壁园筒的弹塑性应力解和位移解,并按自增强处理压力卸除后不出现反向屈服,在工作压力作用下最大等效应力不超过许用应力的原则,对自增强厚壁园筒进行了优化设计。     

The effect of surface tension on flow condensation in vertical small-diameter tube

The effect of surface tension on flow condensation in vertical small tube with inside diameter of 1 — 5 mm is compared with that of gravity and shear stress in different gravity environments at low Reynolds number, which is less concerned in former studies. The present study indicates that surface tension is the most important factor affecting flow condensation, but it is weakened by shear stress as decreasing tube diameter in a microgravity environment. In a normal gravity environment, body force is the dominant effect that is weakened by shear stress as decreasing tube diameter , while the effect of capillary pressure drop due to surface tension is enhanced. The work will be helpful in understanding the characteristics of heat pipe or capillary pumped loop (CPL) at low Reynolds number.     

薄壁矩形钢管混凝土受压柱临界宽厚比

对薄壁矩形钢管混凝土柱在轴压作用下的局部屈曲性能进行了研究。使用能量法分析了钢板的局部屈曲系数。假设钢管壁在非加载边受到弹性约束,在内侧受到混凝土的径向压力,通过计算弹性约束系数,得到了矩形钢管混凝土柱轴压下的临界宽厚比。从公式中得知径向力降低了钢管的屈曲应力。钢管屈曲系数随着约束系数的增大而增大,且与钢管截面高宽比和邻边厚度比有关。     

管内流动换热过程的性能综合分析

基于管内流动换热方程,在最小初投资的条件下导出经济合理的管长、管径比与换热参数的关系式.同时对管内流动换热过程进行火用分析,得出火用损失率最小的最佳运行参数(Reopt),以及由换热准则关系式得出的最佳换热参数(Stopt),最后得到使管内流动换热过程的结构、流动与换热性能综合优化的管长管径比.     

33Mn2V油井管张力减径过程的三维热力耦合有限元模拟

利用MARC/AutoForge3.1元件,使用三维弹塑性热力耦合有限元方法模拟采用新型油井管用钢33Mn2V热轧制管的双道次张力减径过程,并直观地显示了三维管件材料内部和表面不同方位的金属流动、应力、应变和温度演化情况.模拟结果表明:不论是工件表面还是内部,在张力减径过程中金属流动、应变、应力和温度分布都是不均匀的;分析成品管显微组织时应当考虑这些因素.     

巫峡长江大桥施工加载过程计算

对钢管内混凝土的收缩徐变特性进行了分析 ,结合有限元步进法和按龄期调整的有效模量法 ,编制了相应的计算程序 .根据巫峡长江大桥实际划分的施工时段 ,计算桥梁从施工到成桥各个时刻钢管和核心混凝土的应力 ,并提出了一些建议 .     

塑料导爆管内腔气体介质对传爆可靠性的影响

利用变色塑料导爆管、氮气、氧气和真空系统对管腔内介质影响导爆管传爆可靠性做了研究。氧气有利于传爆，氮气不利于传爆。当导爆管内腔接近真空状态时（－0．0987MPa以下），导爆管仍可传爆，证明导爆管可以作为航天火工品使用。进一步证实导爆管传爆的必要条件是超前冲击波、管道效应以及支持爆轰波波阵面继续传播的足够能量，而导爆和内腔气体介质不是导爆管传爆的必要条件。     

R410A-油在Ф7mm水平直光管内流动沸腾阻力特性

研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在水平直光管内的流动沸腾摩擦压降特性，探索了油的平均质量分数、干度和质量流率对摩擦压降的影响．实验测试管为光管，长度为2m，外径为7．0mm，内径为6．34mm．实验结果表明，R410A-油混合物在光管内流动沸腾的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数从0增长到5％时，压降最大可增加50％．开发了适用于R410A-油混合物光管内的流动沸腾摩擦压降关联式，新的关联式预测值与92％以上的实验数据偏差在±15％以内，平均误差为6．6％，最大误差为29．4％．     

毛细现象液面形状特性分析

毛细管插入液面时,液体会由于表面张力作用而上升,这就是毛细现象.大多数学者在计算毛细现象中液面上升高度时,直接假定液面为球帽型,计算液柱重力势能时,将液体近似为圆柱体,忽略球帽的重力势能.本文严格计算了液面的形状,发现当液面较窄时(小于液面上升高度),这种近似是合理的.但液面较宽时,近似计算结果与实际情况偏离较大.本文在特殊情况下验证了描述液面接触角的杨氏方程的正确性.     

无缝钢管冷轧成型过程的数值模拟

本文采用非线性有限元法对无缝钢管的冷轧成型过程进行了数值模拟,得到了钢管在整个冷轧过程包括稳定轧制和钢管冷轧脱模后各个位置的位移场和应力应变场.根据数值计算结果绘制了钢管的轴向、环向及径向应力分布,并根据应力分布特点解释了钢管在冷轧过程中,不同的减径量如何影响成品管直径和壁厚精度的机理.数值计算结果表明:不同减径量情况下,稳定轧制阶段减径量的大小对钢管内外壁径向应力影响较小;对于环向应力,减径量越大,钢管外壁环向拉应力越大,而内壁环向压应力则越来越小;轴向应力同样与减径量的大小成反比例关系.残余应力沿圆周方向有明显不同,较小的轴向拉应力和较大的径向拉应力有利于轧制后轴向变形,较小的减径量有利于接近理论壁厚,但冷轧脱模后钢管直径大于理论直径.研究成果对于无缝钢管冷轧成型工艺设计以和轧辊孔型设计具有参考价值.     

一种改进的特征面积和特征能量计算方法及其应用

特征面积、特征能量算法是时域分析方法中识别信号局部突变的有效手段 ,但传统算法在用于含有低频或直流干扰信号的场合时具有局限性。分析了无缝钢管在线漏磁检测原理 ,对钢管缺陷识别技术中的特征面积、特征能量算法进行了改进 ,提出了新的算法。结果表明 ,利用改进后的算法对有缺陷区域的特征面积、特征能量进行计算的结果与无缺陷区域的计算结果差别明显 ,二者之比有大幅度提高。有外伤与无伤特征面积之比值大于 2 8,特征能量之比值大于 90 0 ,有内伤与无伤特征面积之比值大于 10 ,特征能量之比值大于 90。以此特征面积和特征能量作为特征量识别钢管缺陷及判断内、外伤的类型 ,效果良好。该方法容易实现 ,适于生产过程中进行实时监测