高压气瓶非接触压力测量系统设计

常规状态下气瓶压力测量,在气瓶出口管路上开口进行引压测量,对于高压气瓶在长期贮存的情况下,开口引压存在开口部位压力泄漏的隐患;为克服气瓶开口引压泄漏问题,对气瓶非接触压力测量系统进行分析研究,基于气瓶壁在压力下产生形变的情况,通过对气瓶壁进行应变测量关键技术,建立气瓶壁的应变量与内部压力之间的关系计算模型,经多次实验验证,积累不同温度及压力下的相关数据参数,运用数据模型拟合具有温度补偿的压力计算公式,通过编程写进便携式测试仪,实现对高压气瓶在不接触介质的情况下非接触压力测量的目的,并满足了气瓶在高压下进行长期贮存时随机测量的应用需求。

PEMFC膜电极组件接触压力分布仿真研究

膜电极组件(MEA)上接触压力分布对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能有显著影响。建立了PEMFC三维单电池模型,研究了产品装配过程中端板材料和厚度、密封垫硬度对MEA接触压力分布的影响。在工作工况下,使用热力耦合方法模拟化学反应引起的热效应,研究了温度对MEA接触压力分布的影响。结果表明,端板材料与厚度对接触压力分布均匀性的影响较大,随着密封垫硬度增大,接触压力的均匀性得到改善,但影响了密封效果。此外,温度升高不仅影响MEA上接触压力,也使燃料电池密封性能降低。

跷板式面板开关触点接触压力一致性参数优化研究

跷板式面板开关存在可靠性设计理论不完善、批量生产中寿命一致性差等问题。触点接触压力是影响面板开关通断性能的重要参数,优化触点接触压力一致性,可以提高面板开关的可靠性。对跷板式面板开关进行触点接触压力一致性参数优化研究。根据跷板式面板开关工作原理,获取触点接触压力影响因素。建立跷板式面板开关执行机构仿真模型,计算触点接触压力。采用正交试验设计,分析各因素对触点接触压力的贡献率。运用Kriging模型,建立触点接触压力快速计算模型。利用非线性二次规划算法,求解不同因素组合下的触点接触压力波动。跷板式面板开关为低价格产品,提高设计参数公差则生产成本高,采用产品现行公差优化参数,提高触点接触压力一致性,为跷板式面板开关的优化设计提供了依据。

弓网系统动态接触压力特性

为获得弓网系统动态接触压力的变化规律、实现弓网接触压力的最优控制,开展了大量的弓网接触压力特性实验,应用数理统计的方法分析了弓网接触压力的统计特性.研究结果表明:弓网系统的动态接触压力呈周期性波动变化,并且符合正态分布.动态接触压力的波动范围为平均接触压力加减三倍标准差,该波动范围随着运行速度的增加而增大.弓网系统的振动频率与运行速度和静态接触压力有关.

O形橡胶密封圈应力与接触压力的有限元分析

利用大型有限元软件ANSYS对O形橡胶密封圈在不同压缩率和油压下的变形与受力情况进行了分析研究,得出了相应情况下范.米塞斯(Von M ises)应力分布及接触压力与最大接触压力的变化关系。结果表明:随着油压的增加,范.米塞斯(Von M ises)应力相应增加,且应力峰区也相应改变,说明O形圈可能出现裂纹的位置是随着油压而变化的;O形橡胶密封圈与轴之间的最大接触压力随着压缩率、油压的增加而增加,在不同油压作用下,最大接触压力始终大于油压,满足O形圈的密封条件。

盘式制动器接触压力与热机耦合特性仿真分析

针对通风盘式制动器,根据形状、尺寸设置刚性面模拟活塞侧和钳指侧制动块的法向作用力,建立了三维瞬态热机耦合有限单元模型,进行了紧急制动工况下盘-块接触压力和制动块热机耦合特性的计算与分析.分析表明,摩擦力引起的载荷转移效应会促使盘-块接触压力总体上向进摩擦区方向偏移,时变的活塞侧和钳指侧盘-块接触压力分布完全不同,会受到制动器结构、法向力和摩擦力的动态变化以及制动盘热翘曲变形的联合影响;摩擦生热量的动态变化、制动盘的周向温度梯度以及衬片的径向接触压力梯度导致制动块复杂的温度分布特征;摩擦衬片主要产生由法向力引起的压应力,且应力分布与接触压力分布极为相似;制动盘的热翘曲情况会显著影响摩擦衬片的热变形模式以及变化趋势.

高温封隔器胶筒与套管接触压力的实验研究

本文利用所研制的高温封隔器测试装置，应用高温电阻应变测试技术与有限元相结合的方法，研究了油井高温封隔器胶筒与石油套管内壁接触压力大小和分布规律，为优化高温封隔器的设计，提供有价值的数据。

橡胶O形密封圈最大接触压力数值分析

以O形圈为研究对象,利用有限元模拟软件ANSYS对O形圈的材料特性以及预紧时的压缩率进行了模拟研究,得出了不同材质O形圈在不同压缩率下的最大初始接触压力和其分布规律。并且通过对数据的处理得到了一般情况下求解初始最大接触压力的数学表达式。

管柱螺旋屈曲时接触压力的研究

在油井生产过程中管柱会受到各种载荷。管柱在轴向力作用时，在有外管壁或井壁约束的情况下，内管柱与外管壁或井壁间会产生接触压力，并可能发生螺旋屈曲，严重时会导致管柱失效。文中综述了一些学者的典型接触压力计算式，发现不同计算式间的计算结果差异很大。根据工程应用中的需要，进行了理论推导并首次对该问题作了实验检测，给出了三维光弹性应力冻结法的实验结果，探讨了管柱在屈曲时接触压力分布规律的三个阶段和工程应用的更接近实际的计算公式。在此基础上对前人所发表的不同接触压力表达式进行分析和探讨。为研究管柱屈曲时的受力情况和工程应用提供了理论与实验依据。

滚珠旋压工艺中成形区接触压力的分析计算

针对滚珠旋压过程中成形区滚珠与管件接触压力的确定问题,提出利用平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时平均接触压力来间接推出加工过程中成形区平均接触压力的方法,讨论了钢球压入半无限体时的平均接触压力与滚珠旋压时接触压力以及平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时的平均接触压力之间的关系,并进行了实验验证.研究结果表明:以平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时的平均接触压力推导出的滚珠旋压时滚珠与所成形管料的平均接触压力值的计算公式具有较高的实用性.

高接触压力下齿轮油润滑特性

在重载条件下工作的润滑剂常常会受到高接触压力的影响,有时会导致润滑剂本身性质发生改变从而造成摩擦副失效,但目前对高接触压力条件下润滑剂性能的研究还不多。利用自制的新型膜厚测量仪测量GL-5型齿轮油在不同卷吸速度和接触压力下的干涉图像,并计算得到膜厚曲线进行成膜性能和润滑特性分析。结果表明,在低速重载的情况下GL-5齿轮油有较好的成膜能力;在高接触压力下,油膜形状呈平坦状分布,有助于减小压力峰值;随着接触压力的增加,由Hamrock-Dowson理论算得的膜厚值和实测值逐渐开始偏离,理论公式中卷吸速度和载荷的指数需要调整。

温度对套管接头螺纹接触压力的影响

在高温高压气井或注蒸汽的热采井中,变温引起的温度应力(即热应力)将对套管接头的接触压力产生一定的影响,高温差引起的套管接头的接触压力分布变得更加不均,当温差达到一定值时,套管接头内的等效应力将接近材料的屈服强度,使螺纹接触处进入塑性变形状态,从而影响了套管接头的密封性。利用弹塑性有限元的方法,建立标准API偏梯形套管接头的有限元模型,分析温度改变对套管接头接触压力的影响,以及套管接头内等效应力的变化情况,提供一种温度对套管接头螺纹接触压力的分析方法,从而为高温井套管接头的安全使用提供一定的参考数据。

连续铸轧塑变与温变强耦合接触压力计算模型

在连续铸轧过程中 ,温度分布是影响金属塑性变形的主要因素。轧制变形区温度变化较大 ,平均温度梯度达 2 0 0℃ /cm以上。为了考察这种强变温条件对塑性变形的影响 ,将轧制区温度场简化成线性分布模型 ,并在塑性变形基本方程中引入变温参数 ,导出了塑性变形与温度分布强耦合条件下的接触压力计算模型。

复合管液压成形装置及残余接触压力预测

针对现有复合管制造工艺中存在的问题 ,研制开发了一种焊接不锈钢衬里复合管液压成形装置 ,介绍了该装置液压成形系统的工作原理及技术特点。阐述了复合管液压成形过程的原理 ,并采用弹塑性理论分析了其在液压成形过程中内管及外管的应力应变状态。推导出了复合管残余接触压力与成形压力之间关系的理论计算公式 ,通过实验对公式进行了验证。结果表明该装置结构及其计算方法适于工程应用。

接触压力对碳滑板/铜接触线载流摩擦磨损性能的影响

控制电流为250 A,滑动速度为160 km/h,在接触压力50,70,90,110,130 N下,在环-块式载流摩擦磨损试验设备上进行接触压力对碳滑板/铜接触线载流摩擦磨损性能的影响试验,用光学显微镜对滑块的磨损形貌进行观察。结果表明:随着接触压力的减小,滑块的磨损形貌由以较光滑磨损面为主过渡到以受电弧飞溅影响磨损面和多麻坑磨损面为主,主要磨损形式由磨粒磨损过渡到电弧烧蚀磨损,摩擦因数的过渡阶段逐渐明显,稳定阶段的摩擦因数逐渐增大;碳滑板的磨损率随着试验的进行进入稳定期,稳定期磨损率随着接触压力的增加先减小后增加,呈"U"形分布;接触压力的增加可以降低电弧功率和离线率;从碳滑板的磨损率和载流稳定性综合考虑,90 N为最佳接触压力。

六辊CVC宽带轧机轧辊接触压力横向分布特性的计算机仿真

用条元法分析带材的三维塑性变形，用影响系数法分析辊系的弹性变形，将二者联立，对1850mm六辊CVC轧机冷轧带材轧辊接触压力的横向分布进行了计算机仿真。结果表明，CVC中间辊横向移动、工作辊弯辊和中间辊弯辊等手段，对轧制压力的横向分布影响很大，对辊间压力的横向分布也有明显影响。在各种情况下，辊间压力都呈S形分布。

考虑界面端应力奇异性的螺栓连接支承面接触压力计算模型

将螺栓连接支承面接触问题简化为集中载荷和力矩耦合作用的有限刚度平头压模接触问题,利用BOGY特征值方程,分析双材料界面端应力奇异性发生的几何条件;依据GLADWELL接触力学理论,构建集中载荷和力矩耦合作用下平头压模接触压力计算模型,利用此模型分析螺栓预紧力、装配间隙和被连接件材料对螺栓连接支承面接触压力分布的影响规律。结果表明:在规定预紧力范围、装配等级和常用被连接件材料下,螺栓连接支承面不会发生退让接触,而界面端部出现明显的应力奇异性,其中预紧力变化对界面端应力奇异性强度影响不明显,但装配间隙和被连接件材料的变化对界面端应力奇异性强度影响显著;当被连接件材料弹性模量大于螺栓材料时,支承面内侧应力奇异性强度大于外侧,反之内侧应力奇异性强度明显小于外侧。此外,以平头压模为算例,采用有限元法验证了构建模型的准确性。

C形一体电枢的结构设计及接触压力分析

轨道起始段良好的电接触性能是确保轨道炮正常发射的必要条件。为增强起始段枢轨电接触性能,从枢轨接触面和接触压力两方面对C形一体电枢结构进行优化设计。利用高频涡流仿真方法计算分析接触面对电枢电磁特性的影响,获得电枢电流密度以及电磁受力曲线,通过对比分析获得最优枢轨接触面大小与位置。为避免电枢在起始运动中出现接触失效问题,对传统接触压力设计方法“安克法则(1g/1A)”进行修正优化,形成“安克法则”瞬态应用方法,有效地模拟接触压力瞬态变化特性。应用该方法计算不同接触面的枢轨接触压力,获得的接触压力曲线均在某临界直线如“1g/1A”曲线之上,结果表明枢轨接触良好。基于“安克法则”瞬态应用方法设计的电枢在最优接触面下进行5发试验,实现了较好的起始段电接触性能。以上结论可供未来电枢设计时参考。

基于触头动态接触压力的触头弹跳分析

根据弹性波原理,以CJ20-25型交流接触器为试验品,采用以压电薄膜为敏感元件制成的触头接触压力传感器,分别测得一相主触头触桥上两个触头的动态接触压力信号,用以研究该相主触头的触头弹跳情况;利用高速摄像机技术分析了触头运动过程中的摆动和振动情况;应用小波工具箱对该触头接触压力信号进行了降噪处理;研究了触头弹跳与触头断通信号的关系以及触头弹跳与合闸相角的关系。由分析结果可见,触头动态接触压力信号可揭示触头弹跳和断通信号的变化原因,合闸相角为60°时,各项指标综合最差。

轮胎接触压力对沥青路面结构的影响

轮胎与路面间接触压力具有很明显的非均布性,根据轮胎胎面花纹的类型,提出轮胎对路面作用的荷载简化模型,并利用有限元计算分析不同荷载作用下的沥青路面结构响应,并与利用多层弹性层状体系理论计算双圆均布垂直荷载作用下的沥青路面的应力及弯沉进行了对比。结果表明:轮胎与路面接触面的局部区域内,不同荷载模式的影响相当大,这对进一步解释路面面层的一些破坏现象提供了有益的参考。