转轮式反应容器支撑辊子强度计算与结构改进设计

一种超静定结构转轮式反应容器采用8个辊子支撑。本文提出了一种辊子强度计算方法,为支撑系统优化提供理论依据。首先根据极限支撑情况将超静定结构简化为静定结构计算支反力;再针对超静定结构,建立静力平衡方程和变形协调方程求解辊子支反力,进而根据弯曲和接触理论确定辊子最大弯曲应力和接触应力;并通过有限元计算通过实验得到部分工况下辊子的最大弯曲应力。将实验结果和有限元结果与理论计算结果进行对比,并针对辊子出现的应力集中现象,提出结构改进方案。结果对比表明所提出的应力计算方法和结构改进方案可行。

挤压机板焊柱塞结构强度计算及优化设计

柱塞在挤压机工作时要承受很大的应力,设计时必须进行强度计算及校核。相比于传统锻焊式柱塞,板焊式柱塞在减轻自重的同时也更容易出现应力集中。对柱塞主结构进行受力分析,提取其主要载荷,使用弹性力学厚壁圆筒理论对柱塞结构中段进行强度计算,推导出第四强度理论下的等效应力计算公式。根据计算结果提出三个加筋方案,并使用有限元法分别对加筋后的柱塞结构进行强度计算,模拟柱塞受载后应力状态,校核强度并分析讨论最适合生产制造的设计方案。

大型模块海运支墩和甲板船体结构强度计算

随着技术的不断进步和创新,大型模块化建设在大型化工项目中的应用将更加广泛,具有广阔的发展前景和潜力。本文采用ANSYSWorkbench有限元软件分别对海运支墩和甲板船体建立三维模型,分析海运支墩和甲板船体在八种工况下的结构强度变化,以及应力云图的分布情况。结果表明:海运支墩选用的材料及骨材均符合要求,甲板船体在八种工况下的最大应力小于材料许用强度;海运支墩和甲板船体在八种工况下的应力云图中均出现应力集中现象;有限元法能够灵活处理复杂因素组合问题,计算结果更加直观。

基于有限元的轴孔耳板强度计算研究

针对轴孔耳板水平截面强度计算公式精度低的问题,建立矩形界面模型和有限元模型,以有限元结果为评价指标,分析不同耳板强度计算方法的误差。依据工程经验选择9种载荷耳板,对比不同计算方法得出水平截面应力和平均安全系数,发现弹性曲梁公式计算结果更接近有限元分析值。

钢管约束再生混凝土的受力机理及强度计算

为揭示钢管约束再生混凝土的受力机理,设计33个钢管再生混凝土试件进行轴心受压加载试验,其中圆钢管试件22个、方钢管试件11个。试验考虑再生粗骨料取代率、截面形式和套箍指标3个变化参数。试验观察试件的受力破坏全过程,获取荷载-位移曲线、峰值应力等重要参数。研究结果表明:圆钢管再生混凝土试件的破坏形态表现为腰鼓状斜剪压破坏,而方钢管再生混凝土则呈现斜压破坏;试件受力破坏全过程曲线均经历峰值点、下降段、再次上升段等历程,各试件的峰值应力和峰值应变与普通再生混凝土相比有明显提高,且圆钢管试件较方钢管提高更为显著。取代率对钢管再生混凝土的破坏机理有影响但不明显。基于试验实测数据,分别采用全过程分析法和极限分析法对钢管约束再生混凝土的极限承载力进行理论分析,并提出应力-应变全过程曲线的数学表达式和极限强度计算公式,理论计算结果与试验实测结果吻合良好,研究结果可供钢管约束再生混凝土的科学研究和工程应用参考。

支柱绝缘子强度计算方法的探讨

针对某变电站220kV支柱绝缘子瓷件断裂事故频繁发生的现状,分析传统支柱绝缘子设计选型时计算方法发现,传统设计选型时考虑为最恶劣情况短路状态,但实际故障多次处于大风等气象条件下而非短路状态,表明传统计算方法对风压计算可能考虑不足,就此提出了较符合现场实际计算方法和风速、安全系数、风压等取值。

煤矿冲击地压巷道三级吸能支护的强度计算方法

针对冲击危险巷道防冲吸能支护缺乏量化设计方法这一难题,从冲击地压巷道围岩的静-动力学环境与结构特征两方面,开展防冲吸能支护强度计算方法研究。结果表明:由于支护与卸压双重作用,巷道周围形成了以巷内支护层、锚固层、卸压层以及原岩层为主的多层圆环结构,各层圆环内的围岩材料性能在巷道围岩径向方向形成典型的梯度结构特征。基于拟静态法,将远场冲击动载荷与围岩静载荷叠加,通过简化锚固层内锚杆(索)支护作用,弱化卸压层内煤岩力学参数,建立了冲击地压巷道围岩梯度结构力学模型。利用梯度结构内多层圆环接触面上的应力计算方法,进行了梯度结构围岩内多层圆环接触面间的受力分析,验证了弱化卸压层内的煤岩力学性能、增加卸压层的结构尺寸、提高锚固层的支护强度,可减小冲击载荷对巷内支护层的作用,提高巷内支护层的抗冲击能力。引入冲击破坏等级系数,建立了吸能防冲支护强度与冲击地压等级间的关系,给出了冲击危险巷道三级吸能防冲支护的强度计算方法,实现了冲击危险巷道吸能防冲支护参数的量化设计。结合某矿具体工程实践,核算了该矿所采用的“锚杆(索)+可缩性36U棚支架+液压抬棚和吸能液压支架”三级吸能防冲支参数最大能够抵抗等级为2级(相当于震源距离巷道100 m,释放108 J能量)的冲击地压。

钢管活性粉末混凝土界面粘结强度计算方法研究

为研究钢管活性粉末混凝土(RPC)的粘结滑移机理,对10个钢管约束RPC试件进行单轴推出试验,分析了试件的破坏特征、荷载-滑移曲线和钢管应变,探讨了长径比、径厚比以及RPC强度的影响规律,结果表明:套箍系数较小时,荷载-滑移曲线有明显的下降段,较大时未出现下降;粘结强度总体随径厚比的减小和长径比的增大而提高,RPC强度的影响不明显;当粘结应力达到粘结强度时,钢管的横向变形系数超过泊松比,其约束作用开始发挥。在此基础上,建立了钢管内压力与粘结应力的关系,并通过试验数据回归提出了钢管约束RPC粘结强度计算模型,公式计算与试验结果符合较好。

Tsai-Wu准则用于三维编织复合材料矩形梁强度计算

以Tsai-Wu强度准则的二阶表现形式为基础,提出了一种计算三维编织复合材料矩形截面梁纵向拉伸强度的理论方法.该方法把三维编织复合材料看作横观各向同性材料,从而在确定Tsai-Wu强度准则的各阶强度张量系数时可以进行简化,使Tsai-Wu强度准则能较好地应用于三维编织复合材料的强度计算.通过理论计算与实验结果也验证了这结论.

地铁车辆转向架构架有限元强度计算与分析

介绍了某改进型转向架构架的结构特征,建立了其有限元模型,根据标准UIC515-4/UIC615-4,计算了构架强度分析的主要载荷,并考虑了辅助载荷对疲劳强度的影响,确定了强度分析的工况,对静强度进行了计算与评定,用Goodman疲劳强度极限图对疲劳强度进行了评定,结果表明,该构架能够满足静强度及疲劳强度的要求。

标准直齿圆柱齿轮传动接触强度计算的研究

针对渐开线齿轮传动接触强度计算方法的不同,对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度计算进行了研究。发现以节点作为接触应力计算点的接触强度计算方法误差较大,埋下齿面早期点蚀的隐患较大。隐患大小与模数无关,而与小齿轮齿数和两轮齿数比有关。当齿数比一定,小齿轮齿数越少,或当小齿轮齿数一定,两轮齿数比越大,则齿面最大接触应力与节点处接触应力的应力比就越大,造成齿面早期点蚀的隐患越大。绘制了渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的应力比随两轮齿数比和小齿轮齿数的变化曲线,利用应力比对以节点作为接触应力计算点的接触强度计算公式进行了修正,可实现既精确又简便的接触强度计算。

定向井中油管柱优化与强度计算校核

海上油气田开发时基本上采用丛式定向井。近几年,随着钻井技术的进步和油田开发的需要,陆上油气田的定向开发井和侧钻弯曲井也在逐年增多。对这些定向井如何设计优化油管柱,包括优选油管尺寸、计算校核油管强度、确定油管选材等,尤其是油管柱在弯曲井段的受力状况分析、各种受力强度计算,已经成为困扰现场采油工程师而急待解决的技术难题。为此,文章通过油管尺寸对产量的敏感性分析,单级和多级管柱中油管尺寸优化原则、优化方法、管柱的经济性安全性探讨,以及油管柱在不同工况条件的定向井中受外挤、内压、轴向应力、弯曲附加应力等的分析和计算,给出了定向井中的油管尺寸优选、油管柱设计和强度计算校核方法,解决了定向井中的油管柱设计、校核技术难题。对海上油气田定向井和陆上侧钻弯曲井的油管选材、油管尺寸优化、油管柱设计起指导和参考作用。

水泥乳化沥青砂浆强度计算模型

为了建立水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)28d抗压强度计算模型,通过正交试验校验了多种配合比参数对CA砂浆28d抗压强度影响的显著性,通过SEM观察了CA砂浆的微观形貌,分析了配合比参数影响砂浆强度的机理.借鉴混凝土微观力学的理论,建立了基于孔隙率与水化程度的CA砂浆28d抗压强度的理论模型.结果表明:在较大的范围内,该理论模型的计算结果与实测强度有良好的一致性.

舱口盖强度计算方法

在某集装箱舱口盖结构强度的有限元计算中,对舱口盖周围水平限位器和支撑块处的约束以及顶部压紧器处的关联程度进行模拟,对其在垂向设计载荷情况下对舱口盖应力分布的影响进行分析,得到更符合实际情况的舱口盖结构强度计算方法。

风机叶片固定螺栓拉伸实验及强度计算

为了验证某型风力发电机(以下简称风机)叶片固定螺栓的强度能够满足设计要求,利用DLY-100T液压式万能材料试验机对该型叶片固定螺栓进行了单向拉伸强度实验,得到了螺栓的拉伸极限强度和延伸率、截面收缩率等数据,并对螺栓在使用过程中承受叶片自重载荷和风机运行过程中承受离心载荷这两种工况下的强度进行了校核。实验和计算结果表明,该螺栓能够在两种工况的最恶劣条件下使用,满足设计强度要求。研究结果为风机的设计和安装提供参考。

基于摩擦的斜齿轮齿面接触疲劳强度计算

针对工程上在进行齿轮强度计算时不计齿间摩擦力的问题,通过系统地分析、研究,在建立齿面受力数学模型的基础上,推导出包含齿间摩擦力在内的斜齿轮轮齿表面接触疲劳应力计算公式。研究结果表明。

7A04铝合金时效强化的试验研究及其强度计算

以铝合金时效强化动力学理论为基础,研究了高温预热固溶处理后不同的时效工艺对7A04铝合金组织和性能的影响,得到了优化的双级时效工艺。在此基础上,建立了合金成分、析出相尺寸及其体积分数与合金屈服强度之间的计算模型,并利用该模型对7A04铝合金单级时效和双级时效后的屈服强度进行计算。该模型集成了固溶强化和弥散强化对合金屈服强度的贡献,在达到最大时效强度之前,计算结果和试验测量结果较为一致。此后,随着强化相体积分数计算偏差增加,计算强度与测量强度之间的误差也有所增大。

某型发动机在线清洗喷射架强度计算与振动分析

为研究喷射架强度以及振动特性,确保从飞机进气道唇口安装清洗喷射装置进行发动机清洗时的可靠性,避免喷射装置和飞机共振,文章利用有限元数值仿真对喷射架进行了结构静力强度和模态计算分析,得到喷射架10阶振型及固有频率,喷射架结构强度满足要求。进行了发动机进气道唇口测振分析,得到发动机在冷运转状态下,相应进气道唇口测振频谱值。设计进行了模拟环境振动验证试验,得出结论:喷射架固有频率与冷运转状态下发动机进气道唇口振动频率没有耦合,发动机冷运转状态下的飞机进气道唇口振动不会损坏喷射装置,也不会对在线清洗造成影响。

高强高导铜合金电子理论的强度计算

基于固体与分子经验电子理论,以α-Cu基体强度为基础,利用相的最强键共用电子对数n_A和界面电子密度差△p,计算固溶、界面及析出强化强度增量,给出了铜合金抗拉强度计算模型。并以Cu-Cr-Sn-Zn合金为例进行计算,计算结果与测试强度符合,表明该计算模型正确且精度较高。

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算

为探究混杂钢-聚丙烯纤维混凝土力学性能,基于复合材料强度理论,在试验研究的基础上,对混凝土强度对比试验结果进行数值分析,并根据试验结果规律,给出了混杂钢-聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的计算式,以及各强度间的关系。通过数理统计方法分析研究了混杂纤维混凝土中纤维体积率、长径比对强度的影响,确定了计算模式中的待定参数。从强度计算式中不同纤维对应的影响系数可以看出,对混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度起决定作用的是钢纤维的体积率和长径比;混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度计算式与关系式拟合效果良好,可为同行业研究者们和工程应用提供参考。