基于有限元的高压容器开孔接管区应力分析

对压力容器开孔接管区进行了三维有限元分析,获得了容器筒体、接管及其连接部位的应力分布信息。结果表明:压力容器开孔接管区产生明显的应力集中,且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。     

接管及补强结构在外载荷下的弹性应力

对6台不同d／D比的圆筒形压力容器进行了接管外载荷作用下的试验研究，考察开孔-接管区的变形及其应力分布。结果表明，孔边的应力集中具有明显的局部性，补强圈补强结构有效地改善了筒体-接管区的应力分布情况，横向截面为危险截面。     

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．     

颗粒增强复合材料机械性能细观分析模型研究

假设立方体颗粒均匀分布于树脂基体材料中，借助于单元串联、并联和Halpin-Tsai模型算法导出了复合材料杨氏模量的计算公式。利用三维有限元数值方法对立方体和球体颗粒增强复合材料代表性体积元进行了数值模拟，得到了应力分量σ33及von MiseS应力的分布规律，阐述了应力分布和材料破坏之间的联系。研究结果发现，颗粒的几何形状对复合材料杨氏模量的影响甚微，由分析预测模型、有限元数值模拟和实验测量所得到的结果符合良好。     

柱壳接管受横向推力应力分析的有限元模型

建立一个新的柱壳接管应力分析的有限元模型，以克服以往这类有限元模型对薄壳进行应力分析所遇到的问题，使用三维块体Q28单元，编制了其相应的有限元程序，用该程序进行了一系列数值实验后建立了柱壳接管应力分析的有限元模型，该模型有用于D／δ≤82．8，d/D≤0.82范围的计算表明，解的吻合性好，精度较高。     

厚壁筒翻孔成形的理论与实验研究

采用有限元数值模拟与实验研究方法,模拟分析了厚壁筒体翻孔工艺过程材料塑性变形规律及特点,研究了不同温度条件下工件预加工孔型、孔径等对厚壁接管成形尺寸的影响。研究结果表明,模拟与实验结果一致,当预加工孔型为反锥型且平均孔径为11?时,厚壁筒体翻孔后的接管尺寸符合要求。     

双相不锈钢管道焊接残余应力参数的数值模拟

焊接残余应力一直为人们所关注，其大小和分布与焊接热源、接头形式和材料性能等多种因素有关，作者利用热弹塑性理论为基础的有限元数值模拟技术，对SAF2205双相不锈铜管道接头环焊缝残余应力进行有限元数值模拟，得到了管道内外表面残余应力的分布规律，即，在管道的焊缝及近缝区，内表面轴向残余应力是拉伸应力，外表面轴向残余应力是压缩应力，而内外表面环向残余应力都是拉应力；研究了不同的焊接线能量、管内径与壁厚比值R1／d和多层焊对焊接残余应力的影响，结果表明，残余应力受焊接能量变化的影响不大，外表面残余应力和内表面轴向残余应力部随着壁厚增大而增大，多层焊的残余应力有不同程度降低。     

回转窑筒体有限元分析

利用有限元软件ANSYS计算回转窑筒体的结构应力和热应力分布状况,把筒壳、窑衬及物料作为一个系统,对筒体和窑衬进行分层、分段建模,研究筒体的轴向厚度、窑衬轴向的材质和物料对筒体结构应力的影响。分析不同厚度筒体的应力分布,得到筒体厚度对结构应力的影响规律。热应力分析结果表明:在筒体的支撑位置热应力较大。分析结果为回转窑筒体的设计和优化提供理论指导。     

废热回收换热器管口局部应力分析

为了研究废热回收换热器管口局部应力状况,应用有限元分析软件ANSYS进行建模、应力分析,并对应力强度进行评定,通过内压和外压两种工况的分析结果来判定管口局部在设计工况下是否发生应力失效。结果表明:在内压工况下,最大当量应力为240. 88 MPa,在接管和筒体相交区域的筒体位置处,通过危险点处两条线性化路径对应力线性化,评定结果合格。在外压工况下,最大当量应力为176. 11 MPa,在接管和筒体相交区域的筒体位置处,通过危险点处应力线性化,评定结果合格。研究结果为受复杂载荷的换热器管口分析设计提供了参考。     

CO_2再生塔导流筒流场数值模拟及结构优选

为解决某化肥厂因增产扩建导致CO_2再生塔导流筒损坏问题,在对CO_2再生塔导流筒原型数值模拟分析基础上,得到了导流筒易损部位及原因。并针对导流筒结构提出了两种改进方案,一种在导流筒与塔壁之间增加孔板;另一种在导流筒壁面上增加凸起结构。运用Ansys Fluent软件对新结构进行数值模拟,数值模拟分为三组,第一组优选孔板距导流筒的距离;第二组优选在最佳距离上孔板孔径的大小;第三组优选导流筒表面凸起结构的形式。对比改进前后结构中导流筒、塔壁、孔板上压力、速度等大小及分布情况,结合实际结构的加工安装性确定改进方案为孔板式结构。结果表明,新结构减小了导流筒的受力面积,改善入口处流体流动状态,便于制造和安装,达到了保护导流筒的目的。     

物理体感实验研究

提出物理体感实验的概念并阐述了它区别于常规物理实验的特征通过实例分析，归纳出物理体感实验的主要教学功能：可有效地引起学生知觉的集中；是一种激发与维持认知内驱力的有效措施；有助于学生掌握物理概念和规律；能促进学生对相关知识的保持.     

利用狭义相对论导出毕奥－萨伐定律和安培定律

众所周知，毕奥－萨伐定律和安培定律是两个实验定律。由于普通物理课程的现代化问题已引起越来越广泛的关注［１］，为将近代物理思想引入普物教学，本文试图从狭义相对论出发对这两个定律进行推导。     

带锯条齿仓应力集中系数的测定及齿仓周边应力分布规律

<正>带锯机是制材的主要设备。带锯条是带锯机的切削刀具。带锯条被张紧在锯轮上,随着锯轮的转动作高速回转运动,承受交变应力,其线速度达30—40米/秒。由于齿型截面形状的变化,导致应力集中,使齿仓处圆弧段和直线段交点处附近常常出现“龟裂”(见图1)。其延伸,扩展的结果,就会发生带锯条突然断裂,出现“放炮”现象。因此,研究齿仓处的应力集中系数和应力沿齿仓周边的分布规律,确定应力集中点的位置和给出应力集中系数的数值,这对提高带锯机的生产效率和锯材质量以及最佳齿型的选择有着现实的意义。     

方形钢管约束下核芯混凝土的本构关系

分析了方形钢管混凝土在轴压下的受力机理,将钢管对混凝土的约束作用等效为有效侧向应力,借鉴典型的约束混凝土本构模型,提出了方形钢管约束的核芯混凝土的等效单轴受压本构关系。基于试验结果,讨论确定了所提出的本构关系的几个关键参数和强度指标,即峰值应变修正系数、钢管有效侧向压应力系数、峰值时钢管的横向应力等。采用建议的本构关系计算了轴压下方形钢管混凝土短柱的荷载－应变全过程曲线,计算结果与试验结果吻合良好。建议的本构关系可以用于评估方形钢管混凝土短柱的极限承载力和延性。     

光弹性等达因法实验技术的初步研究

本文了介绍了自行研制的光弹性等达因实验装置，讨论了积分棱镜的设计和有关实验技术。利用该装置作了对径受压圆盘的应力分析和拉伸板边裂纹应力强度因子测定的基本实验。     

用微观方法研究西峰油田长8油层特低渗透砂岩油藏的岩石应力敏感性

基于铸体薄片、岩心物性测试及压汞分析认为,西峰油田长8油层属于特低渗透砂岩油藏。通过试验研究孔隙型岩样和裂缝型岩样的应力敏感性,利用特殊设计的裂缝可视化测试系统、毛管流动孔隙结构仪等微观分析测试手段评价裂缝闭合规律及定量表征裂缝宽度变化;基于扫描电镜、X衍射分析等研究方法探讨孔隙和裂缝应力敏感性的损害机制。研究表明:研究区孔隙型岩样应力敏感性较弱,裂缝型岩样应力敏感性强;孔隙衬里绿泥石、局部分布的石英加大、自形程度高的石英雏晶是孔隙型岩石应力敏感损害率低、渗透率恢复率高的主要原因;裂缝表面的微凸起发生弹塑性形变是裂缝应力敏感性损害极强的主要原因。建立的孔隙和裂缝的应力敏感性损害模式可以为高效开发该类油藏提供依据。     

煤柱宽度对综放面围岩应力分布规律影响

护巷煤柱宽度及巷道相对工作面位置的不同,将引起巷道围岩应力重新分布和岩层移动的差异,对回采巷道稳定性及其维护有重要影响. 以谢桥煤矿1151(3)综放面地质技术条件为背景,采用计算机数值模拟并结合现场实测研究,揭示了煤柱宽度变化对综放面围岩应力分布及变化规律的影响.研究表明,综放回采巷道护巷煤柱宽度的变化,不仅使煤柱内应力分布规律不同,而且使得相邻工作面煤体内应力分布规律也不同,二者应力分布随煤柱宽度变化而转移;巷道维护状态是工作面煤层和煤柱内应力场共同作用的结果,护巷煤柱的合理宽度应小于巷帮实体煤内应力向煤柱内转移的临界宽度.     

三牙轮钻头齿孔过盈配合的弹塑性有限元计算

镶齿钻头的齿孔过盈量,以往各钻头生产厂家都是用实验统计的方法来确定的,这种方法受加工及测试等多种因素的影响,而且周期长,代价高。针对这个问题,本文利用有限元法对5型钻头的齿孔过盈配合进行了有限元计算,并详细分析了齿孔周圈的应力场分布砚律。     

多晶硅压力传感器温度自补偿性能研究

介绍了多晶硅压力传感器的温度特性。重点研究了ＬＰＣＶＤ．Ｐｏｌｙ－Ｓｉ膜的掺杂浓度对传感器温度特性的影响。通过理论分析和实验研究，找到了实现传感器温度自补偿的最佳掺杂浓度值。获得了工作温度高，温度特性好的压力传感器，实验结果与理论分析相符。     

用云纹干涉法研究静止裂纹尖端附近的奇异性

用高灵敏度云纹干涉法的差载与夹层技术对平面应力状态下幂硬化材料双边切口受拉试件进行了试验，在不同载荷下得到了裂纹尖端附近的位移、应变和应力场。试验结果表明随着载荷增加裂纹尖端附近的试验结果与局部理论解在变化规律上的一致性，证实了在其主导区内分别被Ｋ场、Ｊ场奇异解控制着；同时还得到了主导区尺寸ＲＫ， ＲＪ。