核压力容器三维密封分析程序求解器的改进

针对自行开发的核压力容器三维密封分析程序存在的计算规模较小、计算效率不高的问题，从程序结构和功能上提出了改进办法。同时分析了有限元刚度矩阵的一维变带宽存储和二维等带宽存储的优缺点，给出了基于动态存储技术的二维变带宽存储法的原理和程序代码，并利用改进后的程序对电站核容器进行了瞬态密封分析。为大型结构有限元分析程序的开发提供了高效的存储和简捷的计算方法。     

容器法兰轴对称应力分析

在用轴对称二维等参元对法兰进行应力分析时，考虑了扭转剪应力的影响，并把结果与三维等参元计算结果进行了详细的比较、分析，从而确定了按轴对称修正计算的可靠性。该方法计算简便．结果可靠、准确，对于了解一些关键部位的应力状态尤其有利。     

三维接触动力学中的瞬态位移分布

目的 确定瞬态接触过程中接触区以外位移与应力的关系。方法 利用Ｌａｐｌａｃｅ变换和二重Ｆｏｕｒｉｅｒ变换研究问题在变换域中的解。用改进的珠Ｌａｐｌａｃｅ反常工法证明不同接触区域和不同材料的数值计算都是稳定的。结果与结论 发展了三维瞬态接触动力学问题的分析解法,对于给定的相当普遍的接触应力,可以确定接触区域特别是椭圆形接触区域外位移的封闭解析解,还针对不同接触区域的几何特征和常用的５种固体介质材料进     

啮合轮齿接触有限元分析网格自动生成方法

本文把齿轮啮合原理和接触问题有限元建模方法结合起来,提出了一种新的接触有限元网格自动生成算法。这种算法不同于常规的映射函数法和非映射函数法。其特点是可以精确地确定齿面间隙,因此不仅能显著提高效率,而且已成为啮合轮齿接触有限元分析的基本前提。     

三维冲击－动力接触问题的有限元混合算法

提出了一种三维冲击－动力接触问题的有限元混合算法，该算法用库仑摩擦定律表述动力接触面的边界条件；按修正的Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解算法建立接触面的有效柔度阵方程。在按Ｎｅｗｍａｒｋ算法作逐步积分计算中，每一时间步的迭代计算，仅需反复求解接触面的有效柔度阵方程     

螺栓法兰连接的数值模拟及接触收敛分析

螺栓法兰连接的数值模拟过程中涉及许多接触对,在处理接触问题时,收敛困难这一问题普遍存在.以使用ANSYS Workbench对齿轮压缩机法兰连接的有限元分析为例,详细分析了影响计算收敛性的主要因素:接触对的建立、接触类型和接触算法的选取,以及罚刚度大小.在模拟过程中,用非对称绑定接触模拟螺母与螺栓的连接,非对称摩擦接触模拟螺母与法兰,以及法兰之间的连接,线性施加预紧力的方式来模拟螺栓拧紧.在数值计算过程中,绑定接触采用罚函数法,摩擦接触采用增广拉格朗日乘子法.初次计算采用一个较小的罚刚度系数,然后根据计算过程中接触迭代计算和N-R残差检查情况,逐步增大罚刚度系数直至得到收敛的计算结果.计算结果收敛性好,接触面摩擦应力分布符合压应力分布规律且仅有少量的滑移,满足工程使用要求.为其他类型接触问题的分析过程中解决收敛困难的问题提供了参考.     

改进并推广到三维接触问题的有限元混合法

提出一种改进的有限元混合法分析弹性接触应力,由于其中的柔度阵实现了对称化,故和通常的有限元混合法相比,不仅显著地提高了计算效率,而且减少了数据存储量.就考虑摩擦的三维弹性体接触模型,建立了一套相应的有限元计算格式并已付诸计算机实施.给出的汽缸盖算例与ADNA程序算得的结果对比,表明本方法有效、可靠、省时.     

规划法在接触分析中的无意义射线解

利用规划法解接触问题时会遇到无意义射线解的情况。基于参变量变分原理，对这一问题进行了讨论，指出了使这种情况发生的一个原因。除了对常规的互补性条件进行考虑之外，Ｌｅｍｋｅ算法求解时还应考虑一种内互补条件。由此可以避免无意义射线解的情况。     

大开孔内压容器塑性极限载荷的有限元分析

具有大开孔(d/D≥0.5)的圆柱壳是压力容器及管道连接中最常用的结构之一.采用非线性有限元法对这种结构进行了弹-塑性分析,确定了孔边的应力集中系数,初始屈服的载荷及位置,塑性区扩展的规律,结构的变形等.最后通过结构上最大塑性变形点的载荷-应变曲线,确定了其极限载荷值.同时对采用小变形和大变形理论的分析结果作了比较,结果表明,对于求解极限载荷而言,采用小变形理论亦可获得较精确的结果.     

压力容器与切向接管结构应力三维有限元分析及强度评定

采用三维有限元方法对压力容器与接管切向连接部位进行了应力分析,获得了该部位的应力分布信息,并与正交接管连接结构形式的应力分布进行了比较．计算结果表明,采用压力容器的切向接管连接结构,使连接区域及其附近区域的应力分布复杂化,并产生明显的应力集中,其应力集中系数随接管与筒体连接处距离的增大而快速降低;各类应力的最大值发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位的内侧区域,是筒体失效的危险区域;与压力容器正交接管开孔连接结构形式相比,采用压力容器切向接管连接结构,其连接部位的应力分布更趋复杂化,有更明显的应力集中现象．另外,本文还详述了采用JB4732—1995应力分析设计标准对压力容器与接管切向连接结构进行强度评定的方法．     

基于混合建模技术的大型高压釜有限元分析

高压釜是压力精炼的核心部件,本文应用耦合壳单元和实体单元的混合建模技术对一压力精炼用高压釜进行强度分析。首先基于高压釜几何特点,对高压釜各部件进行合理的简化,然后应用专业前处理软件Hypermesh和大型有限元软件Abaqus 建立高压釜的三维有限元模型;其次在考虑包括弯矩、扭矩、自重、矿浆压力等各种载荷的基础上,对设计工况下的高压釜进行应力强度分析;最后以强度分析结果为基础,依据JB 4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》对高压釜进行应力评定。评定结果表明该高压釜各部分满足强度需要。     

三维瞬态焊接温度场的有限元模拟

对三维非线性瞬态焊接温度场进行了有限元分析和计算，探讨了焊接温度场的特点和提高求解粗度的若干途径，并介绍了若干计算实例。     

反应堆压力容器密封面清洗机研制

反应堆压力容器密封面清洗机主要用于密封面O环压道表面污物、附着物的去污清洗。通过清洗,压力容器密封面可进行后续的检查及相关维修活动工作,以确保反应堆压力容器获得良好的密封和安全可靠的运行。同时还可显著降低现场维修人员在清洗、抛光时受到较大辐射剂量的侵害,实现反应堆维修人员辐射防护最优化的目标。     

O形密封环的弹塑性大变形和循环松弛分析

采用非经典大变形弹塑性理论和相应的结构分析有限元程序对压力容器法兰密封结构元件Ｏ形环的压扁及回弹进行了分析。进而对Ｏ形环元件的反复加卸载过程中压紧力的松驰进行了分析,结果与实验吻合得很好。分析还表明所采用的方法收敛速度快且便于工程应用。     

超高压缸强度及热处理参数的合理性分析

对在用金刚石成型机超高压缸的强度进行了分析，利用有限元方法建立了按第三强度理论计算得到的这种超高压短圆筒容器的应力强度（Sd3)曲线，通过与现有的设计理论和设计准则比较，证明该超高压缸的强度是足够的，使用中是安全的，不需要提高制造时的热处理要求；同时说明此类超高压容器的边缘效应干涉严重，目前只能利用数值方法得志性能分析。     

圆柱齿轮传动接触有限元应力变形分析方法和应用

在对接触问题有限元分析方法及其在齿轮传动中的应用进行综述的基础上,对接触面边界条件的处理方法进行了研究,提供了一种有摩擦的三维弹性接触有限元改进混合法,结合圆柱齿轮接触有限元模型的前后处理技术,成功地应用于啮合轮齿的应力应变分析,为齿轮传动强度研究提供了一种高效、可靠的综合数值方法。     

汽轮机隔板强度有限元法及其应用

建立了以板－梁－板为隔板计算模型的隔板强度有限元计算方法．用有间隙的弹性接触有限元法考虑了隔板非线性支撑边界，同时考虑了板的热弯曲．程序使用了八节点厚板等参元划分隔板，用三节点扭梁单元划分隔板静叶．同时，提出了计算隔板热弯曲的方法，计算了隔板温度挠度；建立了隔板模化方法；对有加强筋隔板和中分面有剖分叶片的隔板结构进行了详细的模化；编制了适合上述情况的自动剖分网格程序．应用该方法，计算了３例隔板的挠度和应力，并与厂方提供的实验值进行比较，验证了该方法的准确性