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。

复合受剪钢纤维再生混凝土破坏机理及强度计算

为研究钢纤维再生混凝土在复合受剪状态下的力学性能,以取代率、法向应力和钢纤维掺量为变化参数,设计了102个标准立方体试件进行复合受剪试验。观察了钢纤维再生混凝土在直剪、压剪作用下的破坏形态,获取了其在直剪、压剪作用下的全过程剪切应力-位移曲线,深入分析了取代率、法向应力和钢纤维掺量对钢纤维再生混凝土剪切强度、峰值位移的影响规律。结果表明:随着法向应力的增大,剪切强度逐渐增大;随着取代率的增加,掺量为0%的钢纤维再生混凝土剪切强度随之减小,掺量为1%的钢纤维再生混凝土剪切强度先增大后减小;与掺量为0%的钢纤维再生混凝土相比,掺量为1%的钢纤维再生混凝土平均剪切强度提高了10.77%;提出了剪切强度公式,所得计算值与试验值吻合良好。

船用直堆式货筐设计及强度计算

针对船舶仓库中物资的存储和输转需求,设计具有物资存储和自动系留功能的船用直堆式货筐。在舍弃传统货架的基础上,仅依靠常规船用叉车或船用堆垛机在完成叉取工作的同时即可实现上下2层货筐之间的系留或解锁,简化了操作流程,节省了时间和人力成本。利用有限元分析软件结合船体摇摆的环境条件对船用直堆式货筐进行强度计算,结果满足要求。通过文章的研究可为船舶物资舱储进一步发展提供思路。

基于多场耦合的涡轮叶片静强度计算分析

涡轮叶片是航空发动机最昂贵和最关键的部件之一,它们在高交变负荷、极端温度、侵蚀和腐蚀的恶劣工作条件下运行。为了保障涡轮的正常运行以及防止事故的发生,在涡轮叶片静强度设计过程中需要考虑热-流-固多场耦合作用;建立了涡轮叶片的多场耦合计算流程,综合考虑热负荷、离心负荷和气动负荷对涡轮叶片静强度设计的影响;通过对涡轮叶片进行静强度分析,得到了叶片在热负荷、离心负荷和气动负荷综合作用下的应力分布,确定了涡轮叶片强度危险点的位置和最大等效应力,可以为涡轮叶片的寿命预测提供依据。

关于材料力学课程“强度计算”的教学探讨

杆件强度计算是材料力学课程的主要内容之一,是学生必须掌握的重要内容。在该课程前部分关于杆件拉压、扭转、弯曲等基本变形的强度计算中,着重于危险截面的分析,而在后面的强度理论部分,则着重于材料的失效形式,根据危险点的应力状态和材料种类判断失效形式,从而选取恰当的强度理论来进行强度计算。在此介绍了在强度计算部分教学中采用的方法,并以低碳钢的拉压、扭转、弯曲的强度计算为例,对这两种强度计算方法进行了分析比较,以使学生更好地理解和掌握强度计算的正确方法。

尾轴架系统强度计算及建模方法

船舶尾轴架系统在设计完成后,需对其结构强度进行计算,使得在船舶航行中不发生破坏。强度计算时为达到更高的精度要求,通常可采用有限元计算方法,在误差较小的情况下,简化计算模型有助于提高计算效率。基于对尾轴与轴毂间连接方式的简化以及模拟尾轴采用单元的不同分别建立了4种模型,在对比不同设计载荷的基础上,选取了载荷及工况进行加载计算。结果表明,有限元计算中,尾轴采用梁单元模拟时,计算出的前尾轴架应力高于采用实体单元模拟,同时在建立模型时需考虑尾轴承刚度的影响以及尾轴与轴毂间的相对滑动。

基于有限元法的破冰船强度计算

破冰船在破冰的过程中,其在外力作用下形成的冰载荷会对船身造成一定的损伤,并且不同部位由于结构不同,遭受的作用力不同,造成了船体强度计算存在差异。因此完善破冰船的结构强度计算方法,分析并提升破冰船的破冰能力,就显得尤为重要。而有限元法可以较为便捷地模拟不规则形状结构,在计算一般荷载时可以基于力学模型进行离散化分析,不仅计算结果较为直观,同时计算效率也得到了相应的简化。本文以有限元法为突破口,对破冰船强度进行仿真计算,并进行结构强度的参数优化。

C50混凝土环氧涂层钢筋粘结滑移性能与强度计算研究

对环氧涂层钢筋C50混凝土试件进行轴心拉拔试验,分析钢筋直径(12 mm、14 mm)以及粘结长度(5d、8d、12d)对试件粘结性能的影响。试验结果表明:环氧涂层钢筋C50混凝土试件有钢筋拔出破坏和混凝土劈裂破坏2种破坏形式;试件粘结-滑移曲线的发展趋势受试件钢筋直径与钢筋粘结长度的影响;增大钢筋直径可以提高21.4%~86.1%的粘结力,但会使极限粘结应力先增大后减小;增大钢筋粘结长度可以提高115.0%~147.5%的粘结力,但会明显降低粘结长度较大试件的粘结强度。最后,根据试验结果提出适用于环氧涂层钢筋C50混凝土的极限粘结强度计算公式,为其工程应用提供一定参考。

基于MDI法的化工生产碳排放强度计算方法

为使用主观、客观相结合的评价指标,准确判断化工生产碳排放强度,提出基于MDI法的化工生产碳排放强度计算方法。此方法在构建化工生产碳排放强度评价指标体系之后,由基于MDI法的碳排放强度评价指标综合赋权方法,完成碳排放强度评价指标综合赋权,以此便可把评价指标效用值转换为综合值;将综合赋权后指标输入基于改进BP神经网络的碳排放强度计算模型,由蚁群算法寻优可保证BP神经网络训练误差最小化的连接权重后,使用训练完毕的BP神经网络,以碳排放强度分级的方式,计算化工生产碳排放强度。经验证,此方法能够使用主观、客观相结合的评价指标,高精度计算化工生产碳排放强度。

隔振装置强度计算分析研究

隔振装置一端与辅助动力装置(APU)连接,另一端与飞机拉杆连接,是飞机辅助动力装置最重要的承力件。随着飞行条件的变化,辅助动力装置所受的外载荷情况也存在一定的差异,由此导致隔振装置的受力情况并不是恒定的。为了准确评估隔振装置的受力情况,先通过对APU进行等效建模,加载不同条件下的外部载荷,由此得到隔振装置所承受的最大外力,并以此为基础,开展隔振装置的强度校核。在强度校核过程中,采用有限元仿真分析与理论计算相结合的形式,全方位地计算各种过载状况下隔振装置的最大应力分布情况及安全系数水平,为隔振装置的强度设计提供依据。

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。