基于Workbench的输流弯管流固耦合分析

运用ANSYS Workbench软件建立不同弯曲半径的弯管模型,分析了弯曲半径对所受流体压力以及内部流速分布的影响,得到了弯曲半径和管道入口压强对固有频率和整体变形的关系。结果表明:弯曲半径对流速分布影响显著,弯头处内侧流速大,外侧流速小;弯曲半径对弯头后段内壁压力影响显著;弯头处内侧受压小,外侧受压大;弯曲半径对整体变形的影响较小,而管道入口压强对整体变形的影响大;管道2、3阶固有频率随着弯曲半径的增大有下降趋势,随着弯曲半径的增大4阶固有频率增大明显。     

不等厚性对弯头应力分布影响的有限元研究

弯头作为受压管道中的重要部件，不仅能改变管线的方向，还可以提高管路柔性，缓解管道振动和约束力，并对热膨胀起补偿作用。以往对弯头的研究只考虑壁厚均匀不变的情况，但是实际上弯头的壁厚是沿着弯曲半径变化的，并且弯头的截面也具有一定的椭圆度。通过对实际生产中弯头壁厚的调研，分别考察热推、冷弯工艺对弯头壁厚改变的影响。并应用有限元方法分析了冷弯弯头的应力状况，得出其最大应力发生点随着外拱处壁厚减薄量的增大而向外拱处转移。     

一种新型异型销孔活塞加工方法的研究

活塞是发动机的关键部件,设计异型活塞销孔,降低活塞销孔的应力集中,是目前提高活塞寿命的重要途径之一。利用超磁致伸缩材料的特性控制刀杆弯曲变形,提出了一种加工活塞异形销孔的新方法。该方法采用基于超磁致伸缩材料来实现镗刀的径向微位移。结果表明该方法适于异形孔的精密加工。故开发此新型活塞异型销孔数控镗削系统具有重要的实用价值和经济意义。     

刀杆的模态分析与改进

在加工圆管过程中,厂家提供的刀杆长度已经不能满足生产需要,根据加工要求必须设计一种满足要求的刀杆,刀杆在运转过程中产生的振动对加工精度影响不容忽视,所以对刀架进行动力学研究是十分必要的,即利用ANSYS前处理软件ICEM对模型进行全六面体网格划分,然后导入ANSYS中进行模态分析,得到系统的固有频率和振型,为改进刀架的性能提供数据支持.     

含局部减薄弯头的非线性有限元分析

利用非线性有限元方法对含局部减薄缺陷弯头建立三维有限元模型,分析了在单一内压作用下弯头的弯曲半径、局部减薄缺陷的尺寸以及位置对塑性极限载荷影响,总结出含局部减薄缺陷弯头的塑性极限载荷的变化规律,得出相同弯曲半径和相同尺寸的局部减薄缺陷位于弯头内拱处时,弯头的塑性极限载荷值最小,位于弯头外拱处时其塑性极限载荷最大的重要结论,为含缺陷弯头的安全评定提供了一定的理论依据.     

新型输液90°弯头结构流固耦合特性

采用双向耦合法研究了一种新型流体脉动衰减弯头,讨论了结构参数对其流固耦合特性的影响.结果表明:原始弯头内总压差为29.50627 kPa,内部流场极不均匀,其最大变形量为20.689μm,最大应力为180.08 kPa,变形方式是两侧拉长、中间向里凹陷,呈双椭圆形,对其具有"拉直"效应;当导流器按黄金比例排列,片数为2,横截面弯曲半径为200mm,出口延长度为40mm设计时,优化结构内总压差为10.707 87 kPa,比原始弯头减小了63.71%,但该结构最大变形为330.39 μm,最大应力为1 569.10kPa;最终方案增加导流器片数至3片,导流器厚度为3 mm,优化后结构内总压差为12.46956kPa,比原始弯头减小了57.74%,其最大变形为20.898 μm,最大应力为259.80kPa,且内部流场均匀.     

埋地管道对称水平弯头的弹性地基曲梁解

本文在分析埋地管道水平弯头计算中的“弹性杭弯铰”模型的基拙上,提出了一种更符合管道受力与变形特征的计算模型。给出了该问题按纵横弯曲弹性地基曲梁求解的一般解答。文末用算例说明了水平弯头的曲率半径和弯头夹角时管道内力、位移的影响。     

气液两相流通过弯头时的阻力特性研究

本文通过实验研究了气水两相流体通过弯头时的阻力特性。根据试验结果,讨论了弯曲角度、弯曲半径、弯头布置方式、质量含气率、工作压力等因素对阻力的影响,提出了气水两相流通过弯头时的阻力计算公式,并对该式及其它一些计算公式的计算结果和试验数据进行了比较。     

薄壁弯头塑性破坏的极限弯矩问题

引言 薄壁弯头承受平面弯曲时,在弹性范围内变形与载荷成一定比例增加。当最大应力点的强度折算应力达到屈服应力后,弯头的局部区域进入塑性范围,变形不再与外载成比例,单位外载增量所引起的变形增量越来越大。当弯头某个截面快要全部进入塑性范围时,微小的外载增量就会引起甚大的弯曲变形。而后,当该截面弯矩达到一定数值时,变形猛烈增加而不休止,弯头遭到塑性破坏。这一弯矩称为弯头的塑性破坏极限弯矩,以后简称为极限弯矩。极限弯矩值的大小对管道设计具有一定的参考价值。     

管路多功能装配定位焊接夹具优化设计

为了促进管路的多功能装配定位焊接夹具设计模式的更新,我们要进行其内部设计系统的各个环节的分析,通过相关环节的优化,实现对其夹具设计思路及其设计原理的深化应用,实现对其结构特点及其夹具设计系统的健全,以满足实际工作的需要。基于此,本文对管路多功能装配定位焊接夹具进行优化设计,分析了加工零件环节及其夹具环节,和定位环节及其定位焊接环节的技术要求与设计需要。     

基于动态蚁群算法的三维管路路径规划

针对蚁群算法应用于三维管路路径规划时运行时间长、搜索效率低等问题,提出一种动态蚁群算法.首先采用栅格法建立环境模型,建立了随建模空间和蚂蚁位置变化的动态启发信息;其次设置概率选择机制和动态步长机制.仿真试验结果表明,该算法有效减少了路径中直管弯头数量,管路铺设整齐,收敛速度提高,具有较强的全局寻优能力.     

民用飞机高压空气管路系统累积压力分析方法

本文介绍了一种民用飞机高压空气管路内气体压力累积现象,介绍了区域累积压力的分析方法。民用飞机高压空气管路由高压空气导管和调节活门等组成。在飞机起飞,活门失效或飞行员操作等情况下,管路系统中的调节活门处于关闭状态。由于活门的内部泄露,高压空气在管路系统内部不断聚集,在系统内部不同区域,空气聚集后形成不同内部压力。这一由空气聚集导致的管路压力升高的现象,称为管路系统压力累积。本文针对某型飞机高压管路系统,对管路进行了累积压力水平分析。高压管路系统设计需要确定系统在正常工作过程中的空气工作压力和温度水平,进而确定高压导管和调节活门的验证压力和爆破压力,保证管路和活门在该水平的压力温度条件下不发生失效。确定管路系统累积压力,对高压管路系统的设计和系统控制设计有非常重要的作用。     

搪孔精度调节刀头夹具

在加工公差范围极小的加工件时,只有正确装夹和调正夹具,才能取得较高的光结度。一种装有微调螺钉的刀杆——钢质的铸     

60°T形弯头内二次流特征

石油化工中普遍存在的T型弯头结构是诱发管路振动的重要因素,明晰弯头内流场特性,对于压力管道的长期稳定运行具有重要意义。本文研究设计并组装了模拟工业运行管路,观察段使用有机玻璃制作的60° T型弯头,采用三维粒子影像测速系统(PIV)和压力传感器测量管路中流体的二次流特征。通过流线图和速度矢量图,对比分析不同流速下管道内涡流的分布和运移规律。结果表明,60° T型弯头中存在一对大小不等的周期性交替摆动的涡,在一个周期内出现、增加、减少和消失,具有卡曼涡街和迪恩涡旋的部分特征。这两个涡交替变化的频率随流速增加呈指数型增大,管内流体压力脉动的幅值也随流速增加而升高,但管道正面的涡流规律基本不变。采用RNG k-ε模型结合二次上游插值(QUICK)方法、压力-速度耦合方程(SIMPLE)模拟管道侧面二次流变化规律,模拟结果与实验数据吻合度较高。研究结果为明晰T型弯头内涡流诱发管道振动规律及预防措施优化提供了理论依据。     

管路附件对管路系统声传递-辐射特性的影响

为控制海水冷却系统通海口产生的辐射噪声,考虑管路及管路附件的弹性影响,建立了简化的通海系统流噪声传递-辐射的仿真模型;从避免管路流噪声传递损失的角度,提出了基于总传递损失的管路系统声传递-辐射特性的评价方法;借助商业软件计算了不同管路附件影响下的管路声传递-辐射的总传递损失,给出了管路附件对管路声学总传递损失的影响规律。计算结果表明,与无管路附件的直管路相比,换热器可以使总传递损失提高94.9 dB,挠性接管可提高33 dB,截止止回阀可提高28.5 dB,相比之下,滤器、变径管、弯头对总传递损失的提升均小于10 dB,蝶阀仅可提高1.5 dB。通过研究发现,管路附件可以提高对通海系统辐射噪声的控制效果。实际的海水冷却系统的管路附件集中在系统出口管路,使得出口管路附件多于进口管路,导致进口管路辐射噪声控制不足。增加进口管路上的管路附件可提高系统辐射噪声的控制效果。     

基于蛇模型的管路三维重建方法

针对航空航天中大量应用的管路高精度快速测量难题,提出了基于蛇模型的管路三维重建方法.该方法充分利用管路灰度图像边缘特征,借助阈值分割和高斯滤波消除图像噪声,先结合蛇模型获取精准的管路图像边缘,贪心算法进行迭代以保证收敛效率,利用极线约束原理得到二维管路中心线点云,然后根据视觉投影原理,重建管路三维模型,最后使用多目视觉系统拍摄的照片进行结果优化以保证重建精度.结果表明:该方法对管路的测量精度为±0.15 mm,简便高效,无需过多的人工操作.同时,实现了管路圆弧段弯曲半径的测量,满足工业应用需求.      

农灌管网的水力计算

农灌的管网系统随着需要灌溉农田的形状面积,位置高差的不同,结构组成形式各不相同,根据农灌管网实际使用情况,管路中的弯头、接头、阀门全开较少,管径较粗、流量较大,每一支管均可简化为水力长管进行水力计算,按农灌管网系统结构总可以分解为：串联管路,即数个不同管径的支管,依次连接组成的管路,与并联管路,即由两个以上支管,并接组成的管路所组成。在系统的输流量QV,实际管长L和管径D确定情况下,校核所需水头H,即对原有管网系统进行校核。在已有水头H,实际管长和管径D的情况下,计算输流量QV,根据工程需要进行必要…     

一种薄壁矩形管弯曲胎具的设计

介绍了一种薄壁矩形管弯曲胎具。利用金属材料弯曲变形时的塑变硬化特性来弯曲矩形管,较好地解决了雨阳棚骨架现场弯曲加工的问题。     

基于仿生调控的通水弯管声振特性研究

基于仿生学原理对生物结构进行合理简化,并将简化后的仿生织构应用于海水管路,分析带仿生织构的海水管路的声振特性．基于循环水管路实验平台,实验研究了典型海水管路附件,佐证了数值计算方法的可靠性;进一步对带仿生织构的海水管路进行实验,验证仿生织构减振降噪的有效性．结果表明：在低频处,管路主要以流噪声为主,流噪声峰值频率依赖于管路声学模态;仿生织构的存在可以改善出流段流速分布,抑制壁面速度过大引起的流体分离现象,减少涡量的产生;其中仿生织构布置在入口段中间、入口段尾部、出口段首部及出口段中间情况下对流场分离的改善较为明显,可以抑制弯头内侧出的低速流体聚集,对弯管声振特性影响的效果最好．     

大口径的90°弯头强度试验研究

随着我国石油工业的迅速发展,长距离大口径输油输气管线日益增多。在敷设这些埋地管线时,使用的弯头甚多,以某管线为例,在山区丘陵地带,平均每公里管线的弯头有20个左右;因此,合理设计埋地的大口径弯头,具有重要的政治意义与经济意义。1976年3月,我院接受了“大口径弯头、三通强度试验研究”任务,为此我们首先对弯头进行强度试验(本试验是其中之一),以便为下一步对埋地管线的弯头强度试验研究打下基础。 本试验得到各兄弟单位的大力支援,尤其是华东输油管线指挥部领导及其第二工程处为试验加工了试件与加载装置,中国科学院北京力学所支援了我们急需的试验仪器,对此我们谨表示谢意。