高弹性刷式密封刷丝轴向变形规律流固耦合研究

为探究刷丝弹性模量对刷式密封轴向变形影响规律,基于任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrange-Euler,ALE)显式动力学流固耦合方法,计算对比了新型高弹性材料刷丝SOFN和传统材料刷丝GH605在相同的刷式密封结构下、不同压差下的泄漏特性、轴向总体变形、刷丝自由端轴向变形与扰动以及不同弹性模量的理想刷丝轴向变形规律。得出结论:在不同压差下刷丝材料为SOFN的刷式密封和材料为GH605的刷封的泄漏量基本一致;在高压差条件下,GH605前排刷丝出现逆轴向大变形导致刷丝分离引起密封失效;SOFN刷丝比GH605刷丝有更小的轴向弯曲变形与轴向扰动,在0.2 MPa,0.4 MPa,0.6 MPa压降下轴向变形量最大降低了3.5%,2.7%和2%;轴向扰动量最大降低了37%,24%和32%。存在一个最佳的弹性模量范围,使刷丝的变形量最小。验证了SOFN刷丝有更高的承压能力,有效提高刷式密封性能。

内凹蜂窝圆柱壳结构的轴向变形分析

基于平面内凹蜂窝理论建立了曲面内凹蜂窝圆柱壳模型,研究了曲面内凹蜂窝单元在轴向受力下的变形。利用能量法得到了单元在轴向受力下的变形表达式,根据变形表达式得到单元弹性模量。考虑了内凹蜂窝单元的轴向高度、径向宽度以及单元杆件的高宽比对弹性模量的影响。对以上参数进行了理论计算与有限元仿真,将所得结果进行对比与分析,可以得到以下结论:内凹蜂窝圆柱壳在轴向受力下弹性模量随单元轴向高度和杆件高宽比的增大而增大,随单元径向宽度增大而减小。

考虑轴向变形下的细长压杆屈曲分析

用简化弹性力学方法建立了轴压下细长压杆的屈曲微分方程,推导出了轴压下细长压杆的挠曲线方程及屈曲载荷公式。研究结果表明:在轴向压力作用下,轴向压力小于或等于屈曲载荷时,压杆始终是保持直线状态。当考虑细长压杆轴向变形时,利用线性屈曲微分方程,可以确定细长压杆的中点挠度。当细长压杆表面没有孔洞且为整体连续时,剪切变形对屈曲载荷的影响可以忽略不计。对于格构式细长压杆的屈曲载荷,剪切变形的影响较大,不能忽略剪切变形对屈曲载荷的影响。

釜式换热器壳体轴向变形的计算探讨

釜式换热器作为重要的换热器形式之一,具有广泛的应用。《热交换器》(GB/T 151—2014)作为我国换热器设计的重要标准,给出了多种类型换热器的计算方法。但该标准中假设各类型换热器的壳体均为直径不变的圆筒,因此,不适用于釜式换热器的设计。本文将釜式换热器壳体的偏心锥壳等效为正锥壳,基于无力矩理论推导出壳体在压力载荷作用下的轴向变形,得到了壳体轴向变形的一般表达式。根据本文推导结果对标准中壳体刚度相关的系数进行调整,即可按标准中的方法对釜式换热器进行设计。

楔横轧轧件轴向变形研究

采用三维弹塑性有限元模拟了楔横轧的轧制过程,分析了轧制过程中金属沿轴向的相对变形规律。在比较不同工况轴向相对变形程度的基础上,获得了模具主要工艺参数对轧件轴向延伸产生的影响。研究结果对于选择合理的模具工艺参数,避免轧件成形缺陷,保证零件质量起指导作用。

气井油管柱应力与轴向变形分析

气井投产前后温度和压力变化会引起油管应力及轴向变形的改变。若改变量超过某一限度则将导致封隔器解封或管柱损坏等。目前对气井油管柱研究较少,且很多研究在计算时将状态改变前后的温度压力均考虑为定值,或者将温度分布简单考虑为关于井深的线性函数,这样将导致计算结果产生较大的误差。利用考虑传热、相变、生产时间等因素的气井井筒温度、压力分布模型以及弹性力学理论分析并计算温度、气体压力、油管自重、封隔液、产气量等对油管柱应力和轴向变形的影响。将其应用于现场实际气井表明:管柱轴向变形随产量增加而增加,但增加的幅度逐渐减小;与现场实测数据对比表明,计算结果较为准确。

轴向力对圆锯片轴向变形的影响研究

通过有限元分析、静态加载以及锯切石材实验,分别研究了静止状态和加工状态下的圆锯片轴向变形。研究表明,圆锯片在这两种状态下的轴向变形曲线形状基本相似;在石材锯切过程中,圆锯片所受的静态轴向力是基体轴向变形的主要影响因素,而锯切加工工艺参数对轴向变形的影响不大,基体的轴向变形曲线呈现出明显的周期性特征。

压裂管柱轴向变形的理论计算及应用

综合分析压裂作业过程中影响管柱轴向变形的因素,从实际作业工况出发,考虑各因素的动态变化,结合弹塑性力学,利用划分微元后叠加的方法,建立了压裂管柱轴向变形的理论计算模型,并以陈平15-2井水力喷射分段压裂为例进行了实例计算,根据计算结果可准确地进行井下作业定位、校核作业工具强度以及确定伸缩补偿距,对现场生产作业具有重要的指导意义。

金刚石圆锯片轴向变形测试系统的构建与实验研究

借助位移传感器、信号调理模块和数据采集卡等硬件,并应用NILabVIEW图形化编程软件构建了具有数据采集和分析处理等功能的金刚石圆锯片轴向变形在线监测虚拟仪器系统。利用该测试系统对锯切花岗石过程中金刚石圆锯片的轴向变形进行了实验研究,分析锯切参数对锯片轴向偏摆的影响。结果表明:锯切时,锯片的轴向偏摆随切深的增大而增大,随进给速度的增大而增大,且切深对轴向偏摆的影响较进给速度大。

滚珠丝杠副轴向变形分析

基于现有的单螺母滚珠丝杠副弹性变形理论基础,建立了滚珠丝杠副弹性接触变形的模型并得到改进的轴向变形公式。以某型号滚珠丝杠副为例,分析了相关参数对轴向变形量和丝杠副传动性能的影响。分析表明,通过选择合适的滚珠丝杠副的结构参数,可以减小滚珠丝杠副的轴向变形量,优化传动性能。随后建立了简化的单螺母滚珠丝杠副有限元模型,并对其进行接触分析和轴向变形分析,最后对理论模型的变形量和有限元分析的变形量进行了对比验证。

轴向变形对拱自振频率影响的样条有限点法

提出用样条有限点法计算拱的横向振动和纵向振动的最小频率。用3次B样条函数的线性组合模拟拱自振时的位移振型函数,根据Hamilton原理推导出了拱结构自由振动频率方程。通过实例验证了样条有限点法计算效率高、精度高、计算格式简单,较有限元法具有很大优越性。计算分析了轴向变形对横向振动最小频率的影响,提出了临界矢跨比的概念。考虑轴向变形时不仅频率系数的大小发生了变化,同时它的变化规律也与原来不同。当结构的矢跨比小于临界矢跨比时,横向振动最小频率较不计轴向变形时减小,随着矢跨比的增大逐渐增大;当结构的矢跨比大于临界矢跨比时,横向振动最小频率较不计轴向变形时增大,随着矢跨比的增大逐渐减小。由此给出了目前广泛使用的横向振动最小频率曲线的适用范围,同时建立了纵向振动频率计算用曲线。

预紧力对行星滚柱丝杠轴向变形及摩擦的影响

介绍了一种比较常用的预紧力的施加方法,分别研究了预紧力对行星滚柱丝杠副的轴向变形及摩擦力的影响,找出预紧力与二者之间的关系并分别建立其数学模型,作出预紧力对轴向变形以及摩擦力的影响的关系图,最后通过分析计算给出一个恰当的预紧力的范围,为设计和安装提供依据。

考虑轴向变形、双轴弯曲耦合效应的钢筋混凝土柱的弹塑性分析

在实际地震作用下 ,高层 ,特别是高宽比较大的高层结构中 ,由于倾覆力矩的作用 ,柱子 ,特别是外边柱所受轴力的变化将不可忽略。轴向变形与双轴弯曲的耦合作用 ,将是柱子塑性变形的显著特征。基于材料本构关系的“纤维模型” ,能较精确地反映轴向变形、双轴弯曲三者之间的耦合作用。一组钢筋混凝土柱子双轴压弯的计算结果与试验结果的比较 ,证明了“纤维模型”

涡轮钻具四支点推力球轴承组轴向变形的仿真

鉴于涡轮钻具装配时轴向间隙的调整对钻具性能和工作寿命有极大影响, 而四支点推力球轴承组与轴向间隙有直接关系, 为此选择求解精度较高的ANSYS软件对轴承组轴向变形进行仿真。以 165mm涡轮钻具轴承组为研究对象, 做ANSYS实体建模, 后处理时结合VisualC++编写程序辅助计算, 得到涡轮钻具四支点推力球轴承组轴向力与轴向变形的关系曲线。研究结果对轴承组的设计改进和涡轮钻具轴向间隙的调整有一定指导意义。

设计井眼中钻柱轴向变形分析与计算

分析认为， 钻柱轴向变形主要受轴向力、液柱压力和螺旋屈曲等因素影响。给出了二维设计井眼中钻柱受轴向力和液柱压力引起的轴向变形计算方法，还讨论了钻柱螺旋屈曲对其轴向变形的影响，并给出了算例分析。

圆锯片轴向变形的解析模型及其实验验证

为研究石材锯切过程中圆锯片的轴向变形及其与轴向力之间的关系,根据弹性薄板小挠度弯曲的基本理论,对轴向力作用下圆锯片的轴向变形进行理论推导,并通过编程进行数值求解.采用实验方法测量圆锯片在锯切石材时的轴向变形及轴向力信号,并将圆锯片上一整圈的轴向变形实验结果与解析模型计算结果进行比较.研究表明:两种方法所得圆锯片轴向变形的结果符合得较好,由圆锯片所受的轴向力可以推导出锯片的轴向变形.

地裂缝带路基土不均匀轴向变形的铰接组合元件模拟

地裂缝带路基土具有不均匀胶结的结构性,在三轴压缩条件下可发生不均匀变形。由于采用传统单元件以及刚性连接建立的组合元件模型不能反映其变形特性,因此将传统元件模型的刚性连接局部变为铰链连接,建立能反映不均匀轴向变形的铰接元件模型。运用该模型对三轴压缩条件下地裂缝带路基土的应力应变关系进行模拟的结果表明,该模型能较好反映地裂缝带路基土的不同变形阶段,同时还可以体现试样的渐进性破损和不均匀轴向变形现象。对几种简单铰接元件模型和传统固接模型的对比结果表明,铰接元件模型在弹性变形阶段的弹性模量相对较小,而屈服应力明显增大,反映了铰接元件模型的变形协调能力。

液力变矩器轴向变形研究

液力变矩器在工作过程中发生轴向变形改变了与相邻零部件的位置关系,影响传动的可靠性。首先,分析了液力变矩器结构,然后通过分析液力变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀研究了变矩器的轴向变形,并进行液力变矩器实体建模、有限元仿真计算;最后,通过变矩器的轴向力试验进行验证得出液力变矩器的轴向变形主要由变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀引起。

钢筋混凝土高耸结构施工阶段的轴向变形分析

在钢筋混凝土高耸结构中 ,由于施工阶段受结构自重、温度变化、混凝土收缩、标准层施工时间等诸多因素影响 ,产生混凝土柱轴向变形 ,使竣工后的建筑物实际高度达不到设计标高。为此 ,提出计算理论和方法 ,并提供工程算例。

滚珠丝杠支承系统滚珠丝杠-轴承综合轴向变形分析计算

对两种常用滚珠丝杠支承系统的滚珠丝杠-轴承进行分析,采用三折线逼近法推导出滚珠丝杠支承系统滚珠丝杠-轴承综合轴向变形量随位置和负载变化的双变量函数关系式,综合轴向变形量随位置的变化形态近似呈开口向下的非对称弧线形,推导出最大综合轴向变形量及其位置坐标的计算式。分析和试验结果表明,随着滚珠丝杠、轴承两者最大变形量之比逐渐减小,滚珠丝杠-轴承综合轴向变形量变化形态趋于平缓,出现最大变形量的位置坐标逐渐沿负载方向离开两支承跨距的中心。