城镇燃气埋地PE管道环向弯曲应力、变形与稳定性分析

为了保证城镇燃气埋地PE管道的安全运行,应重点评定其环向弯曲应力、变形与稳定性,本文首先给出了埋地PE管道的受力情况及荷载的计算方法,然后重点介绍了埋地PE管道环向弯曲应力、变形与稳定性的评定方法,最后结合典型计算案例,考虑不同管材系列、埋深、回填土密实度等因素进行对比分析,探讨影响埋地PE管道安全运行的主要因素,研究结果可为城镇燃气埋地PE管道的安全运行提供一定的技术支撑。

弧齿锥齿轮齿根弯曲应力分析

运用自主开发的弧齿锥齿轮设计分析系统建立齿轮的轮齿网格模型,并将模型数据变换后导入ANSYS软件中,经过装配和结构扩展进行轮齿的接触分析,最后得到了多齿对接触情况下,齿根弯曲应力的分布和及其变化规律.利用所建立的弧齿锥齿轮的轮齿模型比采用Matlab、CAD软件(如I-DEAS or Pro-Engineer)得到模型更为准确.

475型静态推靠式旋转导向钻具组合的弯曲应力分布规律

旋转导向钻井系统(RSS)是定向钻井的核心装备.经过多年攻关,中海油田服务股份有限公司(简称中海油服)研制出了475型旋转导向钻井系统.为了降低该系统在高造斜率井段的疲劳失效风险,本文采用纵横弯曲梁理论建立了475型静态推靠式旋转导向钻具组合(RSBHA)力学分析模型,模拟分析了RSBHA的弯曲应力总体分布规律、最大弯曲应力影响因素及变化规律.研究表明,限定导向头结构参数条件下,适当加长挠性短节并合理调控钻压和导向合力有助于获得较高造斜率并降低BHA(Bottom-Hole Assembly,底部钻具组合)最大曲率和弯曲应力,最终降低挠性短节疲劳失效风险.研究成果能够为提升该系统的工作能力和安全可靠性提供支持.

从压力容器有限元分析结果中分解一次弯曲应力的一种方法

在压力容器分析设计中,如何将有限元分析得到的总应力场分解成规范中定义的各类应力是应用中最为关心且必须解决的关键问题。在深入分析基于一次结构的应力分类两步法的基础上,提出利用叠加原理构建一次结构的方法,该方法不必将原有限元模型分割为一次结构,而是根据结构与载荷特点通过适当的分步加载获得一次结构及相应的一次弯曲应力。以与筒体连接的平板封头为例,讨论该方法的实施步骤。与极限载荷分析结果进行比较,文中方法给出结果稍显保守。

齿间摩擦对斜齿轮齿根弯曲应力的影响

针对传统的齿轮强度理论不计齿间摩擦的观点 ,通过对渐开线斜齿减速齿轮机构中主动齿轮受力情况进行全面分析、研究 ,推导出齿间摩擦作用下主动齿轮齿根弯曲疲劳应力计算公式。研究表明 ,齿间摩擦对斜齿轮齿根弯曲疲劳强度的影响不容忽视。

双压力角非对称齿廓齿轮齿根弯曲应力的有限元分析

推导出双压力角非对称渐开线齿轮系统全齿廓方程,以及在单、双齿啮合上、下界点处坐标和载荷角的计算公式,编制了相应的参数化程序.对实例的有限元分析表明非对称渐开线齿轮的齿根弯曲强度比对称齿轮有较大提高.计算结果揭示了由于时变啮合刚度的影响齿根弯曲应力在一个啮合周期的变化规律.

齿宽系数对面齿轮齿根弯曲应力的影响

根据面齿轮传动的啮合原理,给出面齿轮齿根弯曲应力计算的三齿几何模型。采用正交试验法,确定面齿轮的计算参数。通过有限元分析,计算面齿轮齿根弯曲应力;将面齿轮当量成齿条,分析弯曲应力比值与齿宽系数的关系,获得面齿轮齿根弯曲应力的拟合计算公式。研究结果表明:面齿轮最大弯曲应力位于齿根部位;沿齿根最大弯曲应力的齿宽方向,其弯曲应力近似呈抛物线分布;面齿轮弯曲应力的比值与齿宽系数近似呈线性分布,平均相对误差为6.17%;齿根弯曲应力对面齿轮的齿宽系数和齿数较敏感,在使用本文给出的拟合计算公式,且当面齿轮齿数小于90且齿宽系数小于3时,计算结果可适当放大5%,以减小齿宽系数和齿面曲率对齿根弯曲应力的影响。

接触路径对弧齿锥齿轮接触应力和弯曲应力的影响

采用TCA、LTCA及弹性理论综合分析的方法研究了接触路径对弧齿锥齿轮接触应力的影响,利用有限元应力影响矩阵法分析了齿根弯曲应力状态,实验测定了接触路径倾斜度不同的弧齿锥齿轮的齿根弯曲应力。数值仿真与实验都证明,通过倾斜接触路径得到的高重合度弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理,在强度方面具有明显的优越性。

基于ANSYS的双圆弧齿轮弯曲应力有限元分析

利用ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立双圆弧齿轮的三维实体,形成相应有限元模型,对轮齿弯曲应力进行了分析。总结了名义压力角和齿形工艺角对轮齿弯曲应力的影响规律,并得出跑合前最大弯曲应力发生在齿腰处的结论,为双圆弧齿轮的设计和使用提供理论依据。

基于弯曲应力和可压缩性原理的皮革柔软度量化表征

根据皮革柔软度与其抗弯强度和可压缩性之间的关系,建立了一种皮革柔软度的定量表征方法。该方法以改进的皮革厚度测定仪为测定工具,在测定皮革样品的单层厚度和折叠厚度基础上,通过简单计算得出皮革的柔软度,该方法简单、实用,测量时不会对试样造成破坏。

基于UG的Logix齿轮参数化建模及弯曲应力分析

通过对Logix齿轮齿形形成原理的探讨,提出了一种基于UG软件的Logix齿轮三维参数化建模和有限元分析方法,并利用UG软件内嵌的NX nastran解算器对其进行了弯曲应力分析,为Logix齿轮的研究及推广应用提供了实用的技术指导。

弯曲应力作用下喷射混凝土抗碳化性能研究

为研究隧道喷射混凝土衬砌的碳化规律,采用快速碳化试验方法,研究了不同弯曲应力作用下喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土抗碳化性能,在考虑弯曲应力、钢纤维掺量、喷射混凝土施工方式的基础上对普通混凝土碳化深度预测模型进行修正。同时,采用冷场发射扫描电镜对碳化后喷射混凝土微观结构进行分析。结果表明:喷射混凝土碳化深度服从Fick第一定律,扩散系数随应力水平的增加而增加;喷射混凝土碳化深度明显小于普通混凝土,而钢纤维的加入进一步提高了喷射混凝土抗碳化性能。通过对碳化后喷射混凝碳化后力学性能及微观结构进行分析,得出喷射混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度随着碳化深度的增大而增大,且喷射混凝土中原始微气孔及裂缝中钙矾石、氢氧化钙等晶体为Ca CO3晶体的成核和生长提供有利条件,碳化产物持续生成并阻塞毛细孔,使其密实度增加,力学性能增大。

基于FBG的齿根弯曲应力在线检测方法

根据国际标准化组织(international organization for standardization,简称ISO)和美国齿轮制造者协会(American gear manufacturers association,简称AGMA)关于渐开线圆柱齿轮强度的计算方法,在计算单个齿轮齿根弯曲应力时,可将轮齿简化为一悬臂梁。基于此,提出了一种齿根弯曲应力在线检测的新方法,利用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)的应变特性和齿轮传递扭矩时轮齿产生的挠度,将齿根弯曲应力的测量转化为光栅反射波长的测量,通过对反射波长的实时解调,能够实现对运行中齿轮的齿根弯曲应力进行实时在线检测。通过对一对渐开线圆柱尼龙斜齿轮进行分析,并在1~18N·m扭矩范围进行实验,结果表明该方法能够准确测量齿根的弯曲应力,灵敏度高达70pm/MPa,线性拟合度达0.99以上,且响应速度快。利用光纤光栅准确检测齿轮运行时的齿根弯曲应力,不但能够代入实际工况实现在线检测,同时对齿轮的设计和故障诊断具有指导意义。

常见齿轮过渡曲线对应齿轮弯曲应力的比较分析

为了全面而深刻地了解齿轮过渡曲线,延长齿轮的工作寿命,从齿轮加工刀具入手对常见齿轮过渡曲线对应的齿轮弯曲应力进行了有限元分析,并将常规齿轮弯曲应力计算中的齿轮单对齿啮合区上界点引入到有限元载荷计算中,以提高有限元计算精度,最后将有限元计算的齿轮最大弯曲应力点与齿轮危险截面弦齿厚进行了对比,以验证结果的正确性。研究表明,应用齿轮过渡曲线设计方法所生成的齿轮,不但使齿形描述方便,而且使弯曲应力的分析更加准确。

低匹配对接接头形状参数对三点弯曲应力集中系数的影响

弹性阶段以提高低匹配接头弯曲承载能力为目标,基于有限单元法针对X形坡口低匹配对接接头三点弯曲形状设计,从材料力学方法角度出发,考察了双侧余高对称时低匹配对接接头的焊缝余高、盖面焊道宽度、焊趾过渡圆弧半径等形状参数对三个危险区弯曲应力集中系数的影响.结果表明,对母材与焊缝交界处突变区与焊缝底部中心区的影响规律为焊缝余高影响最大,盖面焊道宽度影响次之,焊趾圆弧半径影响最小;对焊趾部位影响规律为盖面焊道宽度的影响较大,焊趾圆弧半径和焊缝余高影响均较小.选择合适的形状参数可以提高低匹配接头弯曲承载能力.

利用有限元法研究曲轴弯曲应力的变化规律

曲轴结构参数对曲轴弯曲应力有着各种各样的影响，本文利用有限元静力分析方法，对曲轴结构参数和曲轴弯曲应力的变化规律进行了分析，旨在为曲轴结构设计提供理论依据。

计算斜齿轮弯曲应力的应力影响矩阵法

提出了计算齿轮弯曲应力分布过程的应力影响矩阵法。通过建立齿面柔度矩阵和齿根弯曲应力矩阵，该方法只需经过一次有限元计算便可获得斜齿轮在整个啮合过程中轮齿弯曲应力三维分布的变化规律。通过对计算结果和斜齿轮弯曲应力测量结果进行比较，证明本文提出的计算方法不仅具有较高的精度，而且极大地节省了计算机内存和计算时间。

轴力及重力作用下钻杆最大弯曲应力计算

在考虑了钻杆接头、轴向力、钻杆重量以及钻杆本体与井壁接触等因素的前提下 ,应用平面弹性梁理论建立了钻杆在轴向拉力、轴向压力和轴向力为零时钻杆的最大弯曲应力计算模型。运用该模型计算出的钻杆最大弯曲应力远大于按井眼曲率计算的弯曲应力 ,这说明钻杆接头对钻杆弯曲应力的分布有较大的影响。在计算钻柱强度时 ,应考虑接头对钻杆弯曲应力的影响 ,以实现安全钻井。

准双曲面齿轮弯曲应力过程的精确计算

本文提出了齿根弯曲应力分布过程精确计算的应力影响矩阵方法,该方法只须通过一次有限元计算,获得工作齿面所有网格结点轮流施加单位法向载荷时的齿根应力分布,通过多元插值和应力叠加,可以一次获得在误差与变载的实际工况下,随着载荷过程而变化的齿根三维应力的分布过程。

变位系数对齿轮齿根弯曲应力影响的研究

利用有限元法计算齿轮整个啮合过程的齿根弯曲应力,得到了不同变位系数与齿根弯曲应力的对应关系。分析结果表明,变位系数对于小齿轮齿根弯曲应力的影响较大,而对于大齿轮影响则较小。当变位系数在一定范围内变化时,齿根应力存在一个最小值。