东风4C超薄管板换热器的失效分析与改进

对东风C4超薄管板换热器失效形式进行了分析,冷却管组自重变形、空气压力、冷管组自重引起的剪力和挤压应力、银磷铜钎焊的连接强度和振动是主要原因.在设计除了考虑拉脱强度、剪力、挤压力、焊接应力外,还应考虑振动的因素,管板与冷却管的连接改为锡钎焊,管组增加支撑,严格控制焊接工艺,δ取计算中的较大值.     

关于管板结构的数值分析设计

针对管子与管板以胀接和焊接形式连接的管板结构,采用有限元方法计算了在壳程压力作用下的挠度和应力,并拟合为管板半径、厚度和压力的函数。结果表明:由于管子的支撑作用,管板的挠度和应力对管板的半径和厚度的变化并不十分敏感;有限元分析得到的管板应力不足按常规设计标准计算所得管板应力的一半,这表明,虽然在换热器设计标准中管板的设计计算考虑了管子的一定支撑作用,但实际的支撑效果更大,若采用基于有限元法的分析设计法,仍然可以降低换热器的管板厚度;与焊接结构相比,胀接结构更有利于提升开孔管板的强度与刚度。     

挤压六通管及其连接结构的安全性研究

六通管是石油化工设备及压力管道中的重要元件，传统的制作及连接方法是在集流管上开孔，然后将支管插入并焊接而成或采用锻制的方法制成。采用挤压的方法制作六通管，将其与支管对接焊接。并通过试验及数值模拟对该结构的安全性进行了研究，实践证明，这种挤压六通管的强度性能优于普通的焊接六通管，可以广泛应用于工业生产。     

地震作用下沉管隧道节段接头剪力键的力学性能

基于有限元法结合黏弹性人工边界，将地震波输入转化为等效节点力，建立了基于波动理论的三维平面SV波入射方法.半空间算例证明了SV波入射方法及其数值实现的准确性，并在该地震波输入方法的基础上，考虑上覆海水对沉管隧道的静、动水压力，研究了港珠澳大桥沉管隧道节段接头剪力键的力学性能.研究结果表明:水平地震作用下也会产生竖向加速度，但竖向加速度值较小；地震作用下剪力键受力最大的是压应力，拉应力相对较小；剪力键拉应力主要集中在剪力键与沉管主体连接的部位，该处易产生拉伸裂缝，水平剪力键的破坏形式主要是拉伸破坏；接头剪力键的布设方向决定了剪力键根部的剪力分布，绝大部分剪力被布设方向和节段位移方向相一致的剪力键所承担.     

减摩法调控结构钢焊接残余应力技术研究

根据焊缝固态收缩对焊接残余应力形成的作用，课题组进一步研究了将滑动摩擦变滚动摩擦的方法来减轻焊件自重拘束以达到调控焊接残余应力的目的，对不同板厚的薄钢板对接接头进行了试验研究，通过盲孔法测试了近缝区的焊接残余应力，试验结果表明，在采取减轻自重拘束工艺措施的情况下，薄板对接接头上的焊接残余应力峰值及平均值均显著降低。     

基于不同类型剪力键空腹板架的静力分析

组合空腹板架结构中,剪力键是连接下弦钢肋与上层混凝土的关键构件,在结构中起着至关重要的作用。首先,本文对普通钢管剪力键组合空腹板架进行静力分析,其次,考虑对结构薄弱位置处的剪力键进行刚度加强,提出了两类不同构造形式的剪力键,即设置加劲肋剪力键和钢管混凝土剪力键。同时,分别对设置这两类不同构造形式剪力键的组合空腹板架进行静力分析,得到其对结构内力、应力分布的影响。     

组合梁应力幅指标的参数分析及其应用

为判断和控制组合梁的疲劳破坏形态，分析了组合梁的截面尺寸、混凝土强度等级、剪力连接程度以及荷载幅值等参数对应力幅指标λ的影响，结果表明：并非所有不完全剪力连接组合梁都只发生栓钉剪坏的疲劳破坏，有时剪力连接程度γ很低的组合梁也可能存在钢梁拉裂的疲劳破坏形态。而且由于完全剪力连接组合梁的计算应力幅指标较大，也可能导致发生栓钉剪坏的疲劳破坏。组合梁的疲劳破坏形态取决于计算应力幅指标与钢梁各个构造细节相应的界限应力幅指标[λ]的相对大小。     

盾构切刀硬质合金与钢基体钎焊残余应力

针对盾构切刀容易出现焊接裂纹以及残余应力过大导致刀具切削时合金容易剥落的难题,建立了切刀钎焊热力耦合过程有限元分析模型,通过模拟计算和X射线衍射仪对残余应力进行试验验证,研究不同焊接结构切刀的钎焊温度场和残余应力场.研究结果表明,切刀刀头钎焊后冷却过程中温度场呈现梯度分布.当钎料厚度为0.25mm时,刀头应力危险区残余应力最小,160mm刃宽切刀的合金块数设计为3块可降低焊接残余应力、提高焊接强度.残余应力试验结果与数值模拟结果趋势基本吻合,钢基体表面为压应力.     

基于变分理论的钢板夹心混凝土组合板界面剪力分析

利用变分理论,建立组合板界面剪力的计算微分方程,给出均布荷载下的界面剪力计算公式.计算结果表明,组合板最大界面剪力发生在跨中,并沿组合板跨度方向向端部呈非线性逐渐减小;组合板界面剪力随着连接刚度及外荷载的增加而增加,随着钢的面积分数的增加、混凝土强度等级的提高而减小;连接刚度与外荷载是影响组合板界面剪力的主要因素.     

双向振动下土的动强度

利用可施加垂直动应力和水平动扭剪力的动三轴扭剪仪，对两种砂土系统进行了变相位、变幅值的双向振动试验。试验研究表明，双向振动与水平单向振动相比较，动强度有明显的降低，降低幅度与双向振动应力的相位差和振幅有关。在常见的等效震次Ｎｆ＝１０～３０范围内，相位差９０°时，动强度降低约１５％；相位相同时，动强度降低在３０％以上。文中建议在考虑双向地震作用时，土的动强度可取常规单向振动试验所得动强度的０．８５～０．８倍。     

采用半熔挤压法制备镁合金板的技术及应用

采用半熔挤压法制备镁合金板在镁合金板制造行业是一项新技术.传统制备镁合金板的生产工艺都是将镁合金板坯经过预热、反复升温和多道轧制才能制成镁合金薄板,设备大、能耗高,因为镁合金板在轧制过程中边缘部分容易开裂,因此成品率很低、成本很高.采用半熔挤压法制备镁合金板,先将镁合金加工成细小粒子,然后送进螺杆旋转式挤压机,在氩气（Ar）保护下通过梯度加热、旋转挤压、圆管模具和圆管切缝整平来制成镁合金薄板.半熔挤压法制备镁合金板的生产工艺具有设备和工艺简单可靠、能耗低、成品率高、废料少和生产成本低的显著优势.为生产高质量低成本的镁合金板提供了一条有前景的道路.     

焊接工艺参数对锚拉管焊接残余应力的影响

为了实现不同焊接工艺参数下残余应力的预测,进一步优化相应的焊接工艺,采用数值模拟与试验对比方法研究锚拉管焊接残余应力.利用有限元软件ANSYS模拟T形焊接试件残余应力并与实测应力值作对比,验证了数值方法的准确性.在此基础上,对不同的焊接电压、电流和速度等焊接工艺参数下的锚拉管残余应力进行数值模拟和对比分析.结果表明,锚拉管焊接残余应力与焊接电压、电流呈正相关关系,焊接电流对焊根处纵向残余应力峰值影响较大;与焊接速度呈负相关关系,速度越大,沿焊缝方向上的纵向残余应力明显减小,分布更加均匀,当达到5mm/s时,会出现锚拉管未完全焊,应力峰值位置发生偏移的情况;焊接速度可作为主要的控制参数.基于分析结果,提出锚拉管断面纵向残余应力分布简化模型,以便给锚拉管焊接残余应力研究提供参考.     

尼那水电站受油器外操作油管漏油分析及处理

为了解决尼那水电站灯泡贯流式机组,在运行过程中受油器外操作油管与转子中心体联接法兰面处有油甩出,造成调速器油箱油位过低,定子浸油的现象,经过各方面的原因分析,根据实际情况在外操作油管与转子中心体法兰面加○型密封条,将连接螺栓外加焊保护罩、主轴与转子中心体法兰面组合缝处加焊环板封油的处理办法,解决了漏油问题。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点静力性能试验研究

通过对4个隔板贯穿式方钢管混凝土柱-钢梁连接节点试件的静力性能试验研究,揭示此类节点的受力机理和破坏形态,探讨梁端翼缘两侧的侧板、钢管柱的宽厚比以及隔板的外伸长度等因素对节点承载力和传力机理的影响.试验结果表明,该类节点具有受力明确,传力途径清晰的特点;宽厚比的改变对节点承载力的影响不大,但对于节点板剪应变的影响较大;梁端翼缘两侧增加侧板可以减缓隔板与梁相交的角隅处应力集中现象,使塑性铰出现梁上,远离脆弱的梁端焊接区,提高了节点的延性.     

短网铜管与软缆接线板的浇铸熔焊

介绍了电石炉短网铜管与软缆接线板之间的一种新型连接技术———浇铸熔焊技术 经过10多年的运行 ,实践证明短网铜管与铸铜软缆接线板的浇铸熔焊连接 ,与传统工艺采用的圆锥面接触连接相比较 ,具有加工工艺简单、运行可靠性高、经济效益好等优点     

振动焊接对焊件疲劳寿命的影响及机理分析

对机械振动焊接试板与常规埋弧自动焊接试板进行了残余应力测试、金相观察及疲劳试验 ,研究了机械振动焊接对焊件疲劳寿命的影响 .结果表明 ,机械振动焊接可降低焊接残余应力、细化焊缝和热影响区的金相组织 ,提高焊件疲劳寿命 .在本试验条件下 ,纵向残余应力降低 43% ,横向残余应力降低 2 5% ;振动焊接试样热影响区的晶粒度为 5级 ,而常规埋弧自动焊接试样热影响区的晶粒度为 3级 ;振动焊接试样的疲劳寿命提高 35% .并应用金属疲劳理论分析了振动焊接提高焊件疲劳寿命的内在本质     

高频焊管在焊接过程中三维应力场的模拟

在高频焊管生产过程中,消除因高频焊接造成的焊管残余应力是一项重要的工序,预先得出焊管残余应力场对于消除焊管残余应力具有指导意义.利用ANSYS参数化语言APDL,建立高频焊管的有限元模型,采用高频焊接线热源模型进行计算,同时考虑高频焊管有限元模型的热边界条件及物理结构约束,从而获得高频焊管在焊接过程中三维应力场及位移场...     

高压高产气井油管柱强度安全分析

随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发，油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化，尤其是高温、高压、高产井等“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全，本文建立高压高产气井油管柱动力学模型，通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核，对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。研究结果表明，随着产量的增加，管柱的横向位移不断增大；在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m)的横向振动应力幅值比管柱(H1 660 m和H2 540 m)大，管柱横向应力振动幅值较大，随后振动应力趋于稳定；在0~10 s内，管柱纵向应力振动幅值较大，且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大；管柱在井口位置处轴向力最大；大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。     

随焊氩气激冷控制铝/钢薄板焊接应力与变形数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS,对不同焊接工艺条件下铝/钢异种金属薄板对接熔钎焊接过程进行数值模拟,建立了TIG电弧热源与氩气冷源模型,将常规焊接和随焊氩气激冷焊接的残余应力与变形进行对比分析,研究发现:随焊氩气激冷技术可使焊接纵向残余应力和变形分别降低32.8%和48.1%。为了验证数值模拟结果的准确性,进行了铝/钢异种金属薄板熔钎焊试验,将温度场与应力场的模拟值与试验值进行对比,结果显示两者吻合较好,表明随焊氩气激冷技术可有效控制铝/钢薄板焊接残余应力与变形。     

环缝多层焊接头残余应力场的调整

用数值模拟结合实验方法研究了１８－８不锈钢管多层对接焊时的应力分布规律，并指出在合适的焊接条件下，当冷却水的流量达到３３Ｌ／ｍｉｎ时，在钢管内壁获得双向压缩残余应力，将明显地提高１８－８不锈钢管对接接头抗应力腐蚀破裂能力。