有限元法在催化裂化烟气轮机管线应力分析中的应用

催化裂化装置中烟气轮机入口管线结构十分复杂，按常规强度设计法难以准确计算，应用有限元计算法对该管系结构、热胀应力和自重应力进行了系统分析。根据计算结果指出了该管系失效原因，并提出了改进措施，实际计算表明，用有限元法可以较准确地算出管系的位移和内力，从而得到更合理的设计方案。     

架空热力管道系统热膨胀位移的试验研究

为了考察支架摩擦力对管系热胀位移的影响,在一条热水输送管线上进行了小型结构试验,实际测量了管系的热胀位移,并用高级架空热力管道结构分析程序(AOPAP)对其进行了计算。试验和计算结果表明,考虑了支架摩擦力,计算结果与实际情况比较符合,否则两者相差较大。说明支架摩擦力的存在对于管系位移有较大的约束作用,按无摩擦的情况对管系进行强度校核是不合理的。研究表明,用变弹簧系数迭代法及其应用程序分析和计算架空热力管道系统的热膨胀位移和应力,能更准确地反映管系的真实情况。     

主蒸汽管道支吊架优化调整

通过对某电厂主蒸汽管道支吊架状态的检验，发现多种类型的缺陷。使管系受力异常，一次应力超标，严重影响管道的使用寿命和安全运行。通过管系庄力计算分析，提出了支吊架优化调整方案。依此方案实施后，支吊架状态恢复正常，管道受力合理，解决了管系一次应力超标的问题，管系一次、二次应力均合格，能够满足管道长期安全运行要求。     

基于材料杨氏模量实测的电厂主蒸汽管应力分析

通过实验与理论分析、数值计算相结合的方法进行电厂主蒸汽管热应力应变分析.首先用高温应变片精确测量锅炉主蒸汽管道直管段的热应变,并根据结构应力的解析解,得到管道结构材料杨氏模量与温度的关系.在此基础上,利用有限元分析技术,更全面准确地分析管系在不同工作状态下的热应力、应变情况.该方法应用于某电厂主蒸汽管应力分析,效果较好.对电站的安全监测有一定实用价值.该方法也可推广至其他领域进行高温管系的力学分析.     

Auto PIPE在架空蒸汽管道应力分析中的应用

以某企业架空中压蒸汽管道(自然补偿)为例,基于Bentley AutoPIPE软件的中压蒸汽管线系统进行建模,管架选取以及应力分析,结合理论应力验算方法,采用Auto PIPE软件对计算管系在自然补偿条件下进行应力分析验算。结果表明,合理的管道走向以及正确的管道支吊架选取可以增加管道的自然补偿能力,避免整个管系因应力过大而引起管道疲劳的现象。     

压力流屋面雨水排水管系水力模型研究

根据压力流屋面雨水排水管系的水流特点及其水头损失的计算公式,确定了采用有限元法分析其水力平衡计算的数学模型,将各个计算管段的单元矩阵方程集合为雨水排水管系的整体矩阵方程,引入节点水压边界条件并求解管系整体矩阵方程对称正定线性方程组,从而得出各项水力要素,给出了计算程序框图,并编写了通用电算程序.经实例计算表明,此模型能够快捷准确地进行压力流屋面雨水排水管系的水力平衡计算.     

球床反应堆燃料循环球流管系结构过球可靠性分析

基于结构概率极限状态设计理论提出了一种适用于球床反应堆燃料循环球流管系结构过球可靠性分析的方法。建立了管道过球功能函数,以及过球可靠性分析的量化指标——管道结构过球可靠性指标β。利用有限元方法建立管系整体梁单元模型,并进行管系静力及动力分析,结合应力分析结果计算β,并通过目标指标β*控制球流管道变形。工程设计分析实例表明:所提出的球流管系过球可靠性分析方法能够在满足管系承载安全性要求的同时提高整体过球可靠性。     

焊接结构错位应力集中系数研究

研究由错位引起的焊接接头处应力集中现象，对于准确地计算焊趾处的热点应力及应力分布，评估焊接钢结构的疲劳强度具有非常重要的意义。总结了简单板对接和管对接结构中错位应力集中系数的计算方法，并通过对某海洋平台局部结构的有限元计算来验证Moddox公式和Lotsberg公式在复杂结构中的适用性。     

大容量机组热挤压斜三通设计

针对高效低耗节能的亚临界和超临界大功率300MW 及以上机组建设,主蒸汽管道所用的锻制斜三通仍全部靠国外进口:该锻制斜三通重量大、成本高、对整个管系的应力、支吊等方面都会带来许多麻烦。因此,在分析热挤压直三通设计和成型机理及锻制斜三通设计原理的基础上,综合提出了“应力面积补偿计算法”,设计300MW 机组Ⅲ热挤压45°斜三通,并通过有限元进行应力分析和应力状态模拟实验,满足工况对管件的强度要求,完全可替代进口锻制300MW 机组45°三通。该产品的替代减小了对管系的应力和支吊的影响,减少了管件的重量,降低成本等优越性。     

线性强化材料空间杆系弹塑性分析

将材料的应力－应变关系描述为线性强化模式，推导出了铰接于定点运动刚体上的线性强化材料空间杆系结构应力－应变计算的普遍表达式，给出了计算刚体角位移的非线性方程组，编制了通用程序，计算准确方便，使这一问题得到了圆满的解决。     

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。     

大型制氢装置上尾管结构优化及剩余寿命评估

以大型制氢装置的上尾管结构为研究对象,采用ANSYS中的高阶管单元进行离散,建立了制氢装置管系结构的空间有限元模型,针对上尾管的结构应力较大问题,通过改变结构形状进行应力分析,从而优化其结构。按优化结构并考虑炉管结构的高温蠕变效应,对上尾管进行了剩余寿命预测,为大型制氢装置整体正常运转和寿命评估提供了参考。     

多管火箭炮底架结构参数的修改

该文以某型火箭炮底架为例，在用有限元对多管火箭炮底架进行准确力学计算的基础上，分析结构主要设计参数变化对刚度、强度、质量等的影响，进行参数灵敏度计算，获知纵梁是影响力学特性的关键件。并通过对多组参数进行群体决策，选择最佳参数组，改善底架力学性能，在底架结构总质量下降的情况下，使结构最大变形和应力大幅下降。该工作可为底架结构的设计与修改提供实际指导。     

短T型钢连接行为的有限元数值模拟

采用有限元法对短T型钢连接性能进行了模拟，建立了三维模型，考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性因素，分析了螺栓预紧力对结构行为的影响，得到了载荷-变形曲线和Mises应力分布云图，其结果与实验数据有较好的相关性，表明所建立的计算模型合理、准确．同时进一步讨论了该结构在火灾下的响应，分析了温度载荷对结构的影响，为钢结构半刚性连接的设计计算提供了有效的数值模拟方法，对制定抗火设计规范具有指导意义。     

冲击与热载荷作用下结构应力波与变形波的计算

利用有限元法，提出了一种应力波及变形波的计算方法，并对一些典型结构进行了运算，结果表明，应力波和变形波是造成结构破坏的重要因素，热应力对应力波的变化也有很大的影响。该方法收敛速度快，数值稳定性好，简单实用。     

一种特殊三维层叠应力杂交元模型研究

在原有高精度三维层叠应力杂交元模型基础上，针对铺层不连续复合材料结构进行分析，引入锲体子层单元来模拟铺层间断处基体过渡段，建立起新型端面节点数不同的层叠杂交元模型，该模型继承了原来层叠杂交元所具有的层间应力连续性，能在结构整体计算时兼顾局部应力集中影响的特点，同时直接将层叠应力杂交元的应用扩展到铺层不连续复合材料结构的层裂效应计算．数值计算结果表明，该模型具有很好的收敛性，计算精度较高，适合工程计算应用，具有一定的理论研究和实用价值     

等效结构应力法的焊接疲劳评估

为了在设计阶段准确地计算出空间任意走向的焊缝疲劳寿命,采用等效结构应力法对管状T型焊接接头的疲劳寿命进行了评估。建立了3种网格尺寸的管状T型焊接接头有限元模型,并计算结构应力。运用FE-weld疲劳评估软件计算出焊缝处的应力循环次数,并与试验数值进行比较。比较结果表明:等效结构应力法对焊接接头疲劳评估具有网格不敏感性和较高的准确性。     

不同模量理论挡土墙结构解析解及数值解

基于不同模量理论，讨论了复杂应力状态下不同模量挡土墙结构的中性层，推导了同时考虑x、y方向应力情况下该结构的中性轴及正应力、剪应力的解析解．并编制相应的有限元程序进行计算，将其数值解与解析解进行误差对比．最后对不同模量计算结果与经典力学同模量计算结果进行了分析对比．基于两种理论计算结果的差异，提出了对该类结构计算的合理建议．     

一种特殊三维层叠应力杂交元模型研究

在原有高精度三维层叠应力杂交元模型基础上，针对铺层不连续复合材料结构进行分析，引入锲体子层单元来模拟铺层间断处基体过渡段，建立起新型端面节点数不同的层叠杂交元模型，该模型继承了原来层叠杂交元所具有的层间应力连续性，能在结构整体计算时兼顾局部应力集中影响的特点，同时直接将层叠应力杂交元的应用扩展到铺层不连续复合材料结构的层裂效应计算，数值计算结果表明，该模型具有很好的收敛性，计算精度较高，适合工程计     

船用起重机吊臂的有限元分析

为准确计算船用起重机吊臂的刚度和强度,在分析其结构原理与典型工况的基础上,采用ANSYS软件在典型工况下对较危险的二节臂进行应力与应变分析。仿真表明：危险截面发生在基本臂与二节臂的连接处,在工况一下的应力、应变最大,最大应力小于材料的许用应力,最大应变也在许可范围内。该方法验证了设计的可行性,为优化吊臂结构提供参考依据。