卧螺离心机转鼓虚拟样机建模与有限元仿真研究

应用visualNastran有限元仿真软件对卧螺离心机转鼓虚拟样机模型在三种工况下进行应力应变仿真分析,得到了转鼓的应力和径向位移的分布情况,并在此基础上优化转鼓转速,提高离心机分离效果,为离心机转鼓设计提供有价值的理论参考．     

沉降离心机圆形转鼓内液面速率的数值模拟

沉降离心机的生产能力取决于流体的轴向速率和周向速率,因此对沉降离心机转鼓内流体速度的研究有助于沉降离心机的结构优化设计。本文对沉降离心机圆形转鼓内流体速度进行了数值模拟,研究发现自由液面周向速率滞后随流量和液池深度增大而增大,自由液面轴向速率受流量、液池深度和转鼓转速的影响,并给出了它们之间的关系式。     

套管-水泥环-地层耦合系统热应力理论解

根据弹性力学和热力学理论,推导了套管-水泥环-地层耦合系统的热应力和热位移理论计算公式,分析了系统热应力和热位移径向分布规律,以及套管温升、弹性模量、热膨胀系数、壁厚、水泥环与地层弹性模量和泊松比等参数对套管热应力和热位移的影响.结果表明:随着离套管中心径向距离的增加,径向热位移和热应力先增大后减小,最大值分别位于地层和套管外壁,而套管上Von Mises应力值迅速下降,最大值位于套管内壁;随着套管温升和套管、水泥环、地层弹性模量与热膨胀系数的增加,套管内壁Von Mises应力和外壁径向压力增大,其中套管参数变化对计算结果影响更明显.在进行稠油热采井套管抗挤毁强度计算时,应考虑热膨胀在套管外壁产生的径向压应力的影响.     

静压楔形桩沉桩效应模型试验研究

为探讨楔形桩与等截面桩在静力沉桩过程中的沉桩效应,在软土地基中分别对l根等截面模型桩和3根不同楔角的楔形模型桩进行静力沉桩试验.通过试验数据整理分析,获得等截面桩与楔形桩在静力沉桩中桩周土的竖向位移、径向位移、沉桩压力与沉桩深度的规律及最大竖向位移和径向位移.研究结果表明:在相同地质条件下,楔形桩周土的竖向位移和径向位移分别随沉桩深度、楔角的增大而不断下沉并靠近桩中心;最大竖向位移和径向位移均出现在1倍平均桩径处,最大竖向位移为平均桩径的5.78％～9.45％,最大径向位移量为平均桩径的0.92％～2.04％;楔形桩沉桩所需的沉桩压力随桩深度、楔角的增大而不断增加,且增加的速率越大.     

基于SYSWELD的在役焊接径向变形数值模拟

采用焊接模拟软件SYSWELD研究壁厚、管径及熔池尺寸等因素对天然气管道在役焊接径向变形的影响。结果表明:发生烧穿的临界瞬时最大变形有时间效应;发生临界变形的时间随着壁厚的增大而增加,径向变形量减小;随着管径增加,径向变形量在同壁厚下逐渐增大;壁厚为4.5 mm时,小管径管道易达到临界变形量;壁厚为6 mm时,管径的增大降低了临界变形发生的可能性;当壁厚为7.5 mm,管径由254 mm增大到508 mm时,发生临界变形的可能性减小,而管径在508~1016 mm时,管径的增大增加了临界变形发生的可能性;内壁点的径向变形随着热源的靠近而增大,随着壁厚的增大而减小,但当壁厚增大到6 mm后,壁厚的增大对其不再有显著影响;熔池尺寸影响焊接修复同时刻时的径向变形量,达到临界变形量的时间与熔池尺寸成反比,表现出明显的熔池尺寸效应。     

磨削速度和孔径比对砂轮强度与变形的影响分析

在弹性力学的基础上,建立了金属芯砂轮强度和变形的数学模型,探讨金属芯砂轮材质、内外径尺寸和磨削速度等参数对砂轮强度和变形的影响规律,得出砂轮的径向应力随着内孔与外圆半径尺寸比的增大而减小;圆周应力随着内孔与外圆半径尺寸比的增大而增大.径向位移的最大值随着内孔与外圆半径尺寸比的增大有一极小值.随着磨削速度的增大,钢制金属芯砂轮的圆周应力和径向位移的增大值高于铝合金制金属芯砂轮.     

GFRP静压桩挤土效应模型试验研究

为掌握GFRP桩-土相互作用机理及压桩动态力学效应,开展GFRP静压桩模型试验研究,对表土隆起量和径向挤土压力进行分析.分析表明:表土隆起量在径向距离在1.8D(桩径)处达到峰值.此峰值随沉桩深度的增加而减小,数值最终大致稳定在0.05D;径向挤土压力随沉桩深度的增加而先增大后减小,当沉桩深度大致等于测点深度时,测点处径向挤土压力达到峰值;峰值径向挤土压力Pm随着径向距离的增大不断衰减.当径向距离达到3D时,Pm衰减至峰值径向挤土压力的最大值Pmm的30%以下;Pmm出现在桩身中下部,数值大致与桩径成正比.     

卧螺离心机双锥角转鼓结构的有限元分析

文中利用ANSYS有限元软件建立了大型卧螺离心机双锥角转鼓的二维有限元模型,对其在正常工作状态下的整体结构进行了静力分析,得到了转鼓的径向、轴向变形和应力分布及最大应力点,结果表明双锥角转鼓的强度和刚度均满足要求,从而验证了双锥角结构的安全性.     

微型管桩高频振动贯入过程挤土效应数值分析

高频振动贯入桩因具有低噪音和低振动的优点而得到广泛应用。为研究微型管桩高频振动贯入过程的机理,采用耦合的欧拉—拉格朗日方法建立微型管桩高频振动贯入过程的三维有限元模型,对桩贯入过程中桩挤土应力和挤土位移进行了分析。研究结果表明:单桩高频贯入过程中,桩周土体水平应力在径向方向上急剧衰减;深度方向上,土体水平应力最大值出现在桩端下方,且最大值随桩的贯入深度增加而增加;地表位移以隆起为主,随径向距离增大而减小;群桩依次贯入时,后打入桩会造成先打入桩周边土体的竖向位移和水平位移增加。     

椭圆孔对俘获场超导体应力分布的影响

根据高温超导体受电磁力作用的受力机制,研究了具有中心椭圆孔的超导体内应力和位移的分布.利用了Bean临界态模型和有限元方法,首先讨论了中心椭圆孔长短轴之比对超导体内应力和位移分布的影响,继而分析了不同磁场条件对超导体内应力和位移分布的影响.结果表明:由于应力集中的影响,随着椭圆孔长短轴之比的增大,超导体内径向应力和环向应力只在孔附近显著增大,而位移变化都很小;随着外磁场的减小,径向应力和位移的最大值先增大后减小,而环向应力的最大值不断增大.     

卧式螺旋离心机转鼓参数变化对其模态影响的仿真

采用Pro/e软件建立了卧式螺旋离心机转鼓的有限元模型,在此基础上对有限元模型所涉及的网格划分、材料特性、边界条件以及施加约束等关键条件进行研究。通过改变转鼓的主要尺寸参数,获得参数改变前后转鼓15阶频率的对比结果;并利用有限元分析软件对其进行模态分析,得到其仿真图和转鼓壁厚与应力关系。通过对转鼓模态进行仿真分析,获得整个转鼓各参数的变化对其频率、应力及应变的影响。仿真结果表明:加大壁厚,转鼓的质量发生很大变化,对其固有频率产生较大影响;扩大内径相当于增加转鼓质量,但对转鼓固有频率的影响不大,却导致第一阶振型与原振型完全不同,应力位置也明显变化;转鼓内壁产生的应力主要由浆体离心力引起。这些结论可为设计转鼓的合理结构提供参考。     

微重力状态下自由液面构型的Surface Evolver软件计算

以扇柱形贮箱为研究对象,根据微重力状态下液体的毛细现象,基于Surface Evolver软件平台,建立了三维分析模型.利用该模型进行数值模拟,深入研究了微重力状态下扇柱形贮箱内角处自由液面的爬升特性,数值分析结果与实验结果吻合良好,证明了该方法的合理有效性.通过数值分析,详细探讨了接触角及容器中心角对微重力条件下自由液面爬升的影响规律,发现液体与容器壁接触角之和小于90°时,液体会不断爬升;当中心角大于50°时,液体爬升高度变化很小.     

滚筒洗衣机移位控制的弹性复合支脚创新设计

滚筒洗衣机滚筒的高速旋转不仅引起了箱体的振动及噪声,而且使洗衣机整体的水平方向移位。为了控制或消除滚筒洗衣机移位,创新性地设计了一款弹性复合支脚,并对弹性复合支脚核心件弹簧进行了详细设计。经试验验证,其对洗衣机移位的抑制收到了一定的效果,达到了预期设计目标。     

改进烟气加热刨花干燥机的探讨

<正>目前,国内刨花板工厂或车间使用的烟气加热刨花干燥机存在着两个缺点,即在操作过程中,未完全燃烧或带有明火的炭粒可能会污染刨花和引起失火。为了改进其性能,我们进行了四方面的试验: 1.在烟气发生炉内增设了一道挡火墙,显著改善了刨花污染程度,并避免了刨花与明火的直接接触, 2.分段制造干燥转筒,减少了中小型刨花板工厂在制造,安装和维修干燥机方面的困难; 3.干燥机使用了司·控硅无级调速,干燥转筒的转速可以在2—16(r.p.m)范围内调节; 4.增设了简易防火装置,保证干燥转筒内烟气温度始终低于刨花着火点。 这种经过改进的新型烟气加热刨花干燥机已经使用二年多时间,效率和性能都比旧式烟气加热刨花干燥机好。     

涡流钻头降压机制及设计原则

涡流钻头通过反向喷嘴和高速旋转形成负压漩涡,降低井底压差,提高钻井的机械钻速。对涡流钻头降压机制进行研究。采用混合网格计算方法分析反向喷嘴的轴向倾角、径向倾角、上返流量、出口高度和旋转速度等对涡流钻头降压性能的影响,并提出涡流钻头的设计原则。结果表明:反向喷嘴下方井底钻井液回流是影响涡流钻头降压能力的主要因素。涡轮钻头设计的理论原则:轴向倾角为150°~180°、径向倾角为60°~75°、上返流量大于30%、反向喷嘴的出口高度为100~140 mm,井壁间隙应小于3 mm,尽可能地提高钻头旋转速度。     

板—土三维等厚接触单元模型及其应用

推导了板－土三维等厚接触单元的单元刚度矩阵,提出了不同开挖深度下厚度的确定方法,并以上海某深基坑开挖工程为例,分析了不同厚度的等厚单元对围护墙体水平位移的影响。结果表明,采用与开挖深度相适应的等厚单元所获得的围护墙体的水平位移与实测值吻合较好。     

大型LNG储罐在高温状态下外壁温度场及应力分布有限元分析

为了分析LNG储罐在遭受长时间火灾后的应力分布,利用有限元软件ANSYS建立了火灾下储罐的有限元模型首先对储罐进行了热分析,然后将求得的温度作为体载荷加到罐体上进行结构分析,重点分析了结构在高温作用下的内应力和应变的大小与分布．分析结果表明：在着火情况下,经过6h,储罐内部温度升高不多,即耐火极限可以达到6h;罐壁径向变形受高温荷载的影响较大;罐壁沿厚度方向上各点的应力变化趋势相近;罐壁的径向应力相对环向应力和轴向应力来说很小,可以近似认为储罐罐壁处于双轴受力状态．     

无抄板间热式滚筒干燥机传热研究

对流传热系数α是间接加热式滚筒干燥机设计中的重要参数。通过因次分析建立了无抄板间热式滚筒干燥机对流传热系数α与干燥机操作条件间关系的模型,并进一步分析了模型中各个影响因素对对流传热系数α影响。结果表明:无抄板间接加热式滚筒干燥机的对流传热系数α随干燥机内物料流动速度(D.n)、湿分组成x1、物料振实密度ρbt和有效黏度η的增大而增大,随干燥机特征尺寸δ和物料比热λ的增大而减小。     

大型储罐地震作用下罐壁抗失稳可靠度分析

大型储罐在地震作用下的典型破坏形式是"象足"屈曲破坏,而轴向压应力是"象足"屈曲破坏的主要因素。结合实际工程情况,运用大型通用有限元分析软件Adina对大型储罐在不同地震烈度、储液深度下的罐壁轴向压应力进行地震作用下的数值模拟,并运用可靠性分析的JC法,分析大型储罐不同储液深度、不同地震烈度下的罐壁抗失稳可靠度情况。结果表明:在同一地震烈度下,随着储罐储液深度的增加,储罐罐壁的轴向压应力将随之增大;大型储罐同一地震烈度下储液深度越大,罐壁轴向抗失稳可靠度越低;在实际工程设计中应该首先进行工程场地地震安全性评价,尽可能避开地震带。