基于极限分析的铝板翅式换热器封头许用接管载荷计算方法研究

对承受内压和接管载荷的板翅式换热器封头结构,运用有限元分析软件ANSYS对其进行了极限分析,计算出许用接管载荷后再对其作弹性有限元分析.采用应力分析设计方法,根据ASME-Ⅷ锅炉和压力容器标准第八卷第二册中的设计准则对在最大允许接管载荷作用下的结构应力最大点进行评定,为计算板翅式换热器封头接管载荷提供了可行性方法.     

核电站用防冲击波阀阀体抗震分析

采用有限元方法对田湾核电站3、4号机组采用的某型防冲击波阀阀体进行了抗震计算分析。计算得到了结构的固有频率、振型和地震载荷下的响应,并根据ASME AG-1对结构在重力、内压、冲击波载荷、地震等多种载荷组合下的应力和变形进行评定,根据ASME III-NF对连接紧固件进行应力校核。结果表明,防冲击波阀阀体的设计满足相关规范的要求。     

高方平筛动力有限元分析及寿命评价

对8仓高方平筛进行了固有频率和动力响应计算,在对计算结果分析的基础上,提出了结构改进方案,并对改进结构进行了动力计算;基于计算结果对原结构和改进结构作了动态疲劳寿命评价;经实际使用验证,说明该文的动力有限元计算模型和动态疲劳寿命估算方法是可行的。     

基于描述性和有限元计算的散货船结构优化设计

HCSR强制要求船长大于90 m的散货船结构设计必须满足协调共同结构规范,并必须对货舱段结构进行有限元分析。目前基于有限元直接计算的船舶局部结构优化和优化算法研究非常成熟,缺乏基于描述性计算方法与基于有限元直接计算方法的结构化对比研究。文章对散货船进行舱段有限元建模,根据HCSR规范设定边界条件、选取实际载荷,进行有限元求解,并通过对不同构件2种计算结果的对比,分析2种计算要求对不同构件的影响进行结构优化。     

腐蚀环境下飞机结构疲劳寿命的分析方法

依据海军现役飞机的腐蚀环境特点及结构件腐蚀损伤深度拟合规律，采用应力场强法和局部应力应变法分别对疲劳缺口系数Kf及疲劳寿命计算模型进行了分析，提出了一种腐蚀环境下飞机结构疲劳寿命的评定方法。该方法以室温大气环境下的寿命评定结论为依据，考虑了结构件腐蚀损伤后潮湿空气、盐雾、盐雾＋SO2等环境介质对疲劳寿命的影响，并结合国产某型飞机机翼前梁缘条腐蚀损伤部位的疲劳寿命及剩余寿命估算实例进行了分析。     

随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳寿命分析

针对管路系统中Ni-Ti合金管接头随机振动问题进行了随机振动疲劳寿命分析.以某飞机典型液压管路中的Ni-Ti合金管接头为研究对象,采用基于高斯分布和Mine线性累计损伤定律的Steinberg法,得到了疲劳损伤的计算公式.基于描述Ni-Ti形状记忆合金超弹性和记忆效应的本构模型,建立了管接头有限元模型,进行模态分析和随机振动响应分析,并利用疲劳损伤的计算公式预测结构的疲劳寿命.结果表明:Ni-Ti形状记忆合金管接头在80 000 h的飞行寿命内是安全可靠的,为管接头的设计和优化提供了理论参考.     

锅炉锅管在实测边界条件下的应力场三维有限元分析

通常,锅炉锅筒的疲劳寿命估算是基于简化边界条件和初始条件的,文中针对某电站的实际运行参数对其３００ＭＷ机组锅炉锅筒的应力场进行了三维有限元分析及疲劳寿命估算。对传统的疲劳寿命计算方法提出了改进建议。     

基于疲劳寿命的多体结构优化方法研究

针对某型运输机前起落架,通过运用MSC工程软件,建立了一套基于疲劳寿命的多体结构优化方法。该方法首先通过多体动力学仿真,获得前起落架的工作载荷历程。然后应用有限元和疲劳分析进行联合求解,预测前起落架的疲劳寿命。而后根据预测结果,找出部件结构的最薄弱环节,并应用结构优化方法对结构细节进行优化处理,使结构薄弱环节的疲劳寿命提高,从而达到延长整个多体结构疲劳寿命的目的。     

锅炉锅筒在实测边界条件下的应力场三维有限元分析

通常,锅炉锅筒的疲劳寿命估算是基于简化边界条件和初始条件的．文中针对某电站的实际运行参数对其３００ＭＷ机组锅炉锅筒的应力场进行了三维有限元分析及疲劳寿命估算．对传统的疲劳寿命计算方法提出了改进建议．     

高强螺栓止裂法修复含裂纹钢板疲劳受力性能

为了分析高强螺栓止裂法的止裂效果,首先基于带裂纹钢板的有限元模型探究孔径和螺栓预紧力参数对修复后钢板的应力分布和止裂机理的影响.随后对修复后的预裂钢板进行3组对比疲劳试验,评价了不同修复方法下的结构疲劳寿命,并与各国规范相关S—N曲线进行比较.分析和试验结果表明:采用止裂孔法和高强螺栓止裂法均能延长损伤钢板的疲劳寿命,...     

3800mm宽厚板轧机主传动滑块式万向联轴器断裂原因分析与改进设计

以轧机所受冲击峰值扭矩载荷谱作为疲劳设计负荷,采用系统有限单元法,将滑块式万向联轴器作为一个系统整体进行分析,并对比其断口截面特征。结果表明,原滑块式万向联轴器扁头根部过渡圆弧处疲劳强度不足是扁头发生断裂的主要原因。对原结构进行改进设计,设计后其扁头根部过渡圆弧处最大主应力降低了12.94%,疲劳寿命增加了3.8倍,同时叉头仍保持了足够的疲劳强度。     

网架结构螺栓球节点中M39高强度螺栓变幅疲劳性能试验

螺栓球网架结构在悬挂吊车循环荷载作用下,节点处高强度螺栓易发生疲劳破坏。本文利用MTS疲劳试验机完成了7组M39高强度螺栓在轴向拉伸应力循环下的变幅疲劳试验,通过对疲劳断口的形貌分析,揭示了变幅疲劳的破坏特征,基于miner线性累计损伤法则对试验数据进行折算,得到对应的等效常幅应力,经拟合绘制了变幅疲劳破坏的S-N曲线并给出表达式,最后将此次变幅疲劳数据和已有的M39高强度螺栓常幅疲劳对比,证明了变幅疲劳破坏寿命可以等效成常幅疲劳问题来分析计算。本次变幅疲劳试验结果所得的应力循环次数达200万次时对应的容许应力幅为现行规范中的1.45倍。     

国产三心凹底气瓶疲劳性能研究

本文提供了２５只国产中碳锰合金钢三心凹底气瓶疲劳试验的基本结论，试验表 明：三心凹底气瓶如果设计或制造不当，瓶根是疲劳失效的薄弱环节；讨论了压力容 器疲劳设计方法；根据气瓶疲劳试验实测数据，获得了瓶底疲劳失效的试验“最佳” 曲线。并以此为基础，取应力安全系数为１．６．寿命安全系数为８，首次提出了中碳 锰合金钢三心凹底气瓶底型设计的疲劳设计曲线，供气瓶设计使用．     

循环荷载下含双裂隙砂岩弹性模量的演化规律

以含预制裂隙砂岩单轴循环加卸载试验结果为基础,探究裂隙几何参数对试样弹性模量的影响规律;结合PFC^2D颗粒流程序,对试样裂纹发育状态与弹性模量演化规律的关系进行深入分析.研究结果表明:随着循环周数增加,多数试样的弹性模量呈现出强化现象,且第一次加卸载循环对弹性模量的强化作用最为显著,这与试件内部细观结构的调整有关;然而少数试样的弹性模量则呈现出弱化现象,结合PFC^2D颗粒流程序得出,弱化现象与裂纹发育状态密切相关.     

桥梁用钢14MnNbq焊接接头的疲劳设计曲线

通过对14MnNbq钢焊接接头的疲劳试验,得到了循环应力-应变方程、应变寿命曲线以及疲劳设计曲线,并将14MnNbq钢焊接接头疲劳设计曲线与ASME、BS5500中相应的曲线进行了比较。     

基于DEFORM-3D的干涉配合铆接仿真研究

通过借助有限元仿真软件DEFORM-3D建立平锥头铆钉的沉墩头型干涉配合铆接模型,模拟单个铆钉的干涉配合铆接动态过程,测量在不同钉孔工艺参数下沿钉孔轴向方向上各测量点的径向位移,计算出铆钉与钉孔之间的相对干涉量.通过分析干涉量对铆接件疲劳寿命性能的影响,得到合理的干涉配合铆接钉孔工艺参数,并得到直径为5mm的平锥头铆钉干涉配合所需要的精确铆接力,为实际的工艺试验验证和生产工作提供可靠的理论数据.     

草地切根机切刀的疲劳寿命分析

切刀是草地切根机的关键作业部件,其使用寿命直接决定整机的无故障工作时间.首先依据有限元理论,利用ANSYS-Workbench对切刀进行了应力分析和模态分析,确定了切刀薄弱截面的位置;然后,对切刀在不同工况下的载荷时间历程进行了试验,研究了其薄弱环节的应力函数;进而依据上述结论,结合切刀所用材料的S-N曲线以及损伤理论,对切刀进行了疲劳性能分析,得出切刀疲劳寿命的分布情况和薄弱截面的寿命值.通过对比土槽试验的失效情况与分析计算结果,验证了方法的有效性.     

锚拉板式索梁锚固结构焊缝抗疲劳性能研究

以组合斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构为对象,进行1∶2.5的锚拉板式索梁锚固结构缩尺模型疲劳试验,并采用MSC Marc有限元软件建立有限元模型进行数值模拟,研究了锚拉板式索梁锚固结构中锚拉板的应力分布规律及疲劳性能.结果表明,锚拉板式索梁锚固结构关键部位为锚拉板与加劲肋、主梁顶板间连接焊缝处,以及锚拉板中部开口附近部位;循环加载过程中的动应变时程曲线和静载时测点应力-荷载曲线均基本呈线性关系,静载时测点的Von Mises应力、测点应力-荷载曲线均不随荷载循环次数发生变化,锚拉板试验模型处于弹性工作状态;200万次疲劳试验后,整个试验模未出现裂纹和异常现象;该锚拉板式索梁锚固结构所有焊缝的应力幅小于BS5400规定的容许疲劳应力.     

基于车桥耦合振动的波形钢腹板箱梁体外预应力束疲劳损伤评估

基于ANSYS建立精细化波形钢腹板箱梁桥数值模型,开展体外束疲劳分析。利用MATLAB编制了考虑车辆类型,行车位置、速度、车头距及轴重等因素的随机车流程序。采用雨流计数法计算24小时内随机车流作用下体外束应力等效应力幅以及等效应力循环次数。修正Muller研究结果,提出应力比低于0.035且考虑侧向弯曲磨损作用下的钢绞线S-N公式。利用Miner累积损伤准则并考虑冲击系数的影响,推算波形钢腹板箱梁桥体外预应力束的疲劳损伤度及剩余疲劳使用寿命,同时分析了桥梁跨径对体外束疲劳损伤的影响。研究结果表明,移动荷载对不同位置处体外束应力影响线的大小顺序为：中跨跨中位置＞边跨跨中位置＞中跨1/4跨位置,中跨跨中位置处的体外束应力受到的车辆荷载的影响较大;随机车流对体外束产生的疲劳损伤随跨径增加而减小。     

基于车轨耦合动力学分析的地铁e型弹条扣件疲劳寿命预测

地铁是城市交通的重要组成部分,而扣件系统是地铁轨道结构的关键部件,起到固定钢轨、减振降噪的作用。为分析地铁e型弹条扣件的疲劳性能,基于车辆轨道动力学理论,通过多体动力学软件UM建立了车轨耦合模型,研究了车辆速度、轨道不平顺类型以及曲线半径与钢轨动力学响应的关系;并通过有限元软件ABAQUS对扣件系统进行了仿真计算,将车轨耦合动力分析得到的钢轨位移作为疲劳荷载,采用应力疲劳计算的方法对弹条的疲劳寿命进行了预测和分析。结果表明：钢轨位移响应受不平顺类型和车辆速度的影响较小,而加速度响应对两者则比较敏感;轨道曲线半径的改变,对内轨位移的影响相对明显,随着半径的减小,内轨的位移时程曲线出现明显的上移,同时对加速度的影响也增大,内轨加速度峰值呈增大趋势;基于此模型计算的弹条疲劳寿命为2.14×10⁷次,寿命最低处位于弹条后拱小圆弧段,与实际断裂位置相吻合;弹条初始安装扣压力对弹条疲劳寿命的影响很大,随着初始安装扣压力的增大,弹条的疲劳寿命不断减小,且减小的速度趋于增大,为确保弹条扣件处于良好的工作状态,初始扣压力应当控制在11～15 kN范围内。