基于流固耦合含腐蚀缺陷管道模态分析

为研究基于流固耦合作用下腐蚀缺陷对管道振动特性的影响,利用有限元软件ADINA建立含不同腐蚀深度的架空管道模型,分别进行空管与充液管道状态下管道模态分析,提取前10阶频率和阵型,并对其进行了具体分析。研究发现:流固耦合作用下,管道整体刚度下降,振动频率降低,研究管道振动问题时,考虑流固耦合作用是合理且必要的;管道自振频率均随腐蚀深度的增加而减小,并且频率近乎呈阶梯状分布;管道外部的腐蚀缺陷和环向分布的腐蚀缺陷对管道刚度影响较大。研究结果对于含腐蚀缺陷架空管道的振动特性研究与维护更新有重要的指导意义。

基于桩筒复合基础海上风机振动特性分析

海上风机所处环境复杂,在风、波浪等随机动载作用下易发生共振破坏。为研究采用桩筒复合基础海上风机的振动特性,选择合理的基础设计参数,利用有限元软件ABAQUS进行海上风机整体建模,采用Block Lanczos方法进行模态分析,同时将所得自振频率与外荷载频率进行对比研究,并分析不同基础形式与不同基础约束条件下的风机整体振动特性。研究发现:前2阶水平弯曲频率与第3阶扭转频率为判断风机整体共振的主要频率;与单桩基础相比,桩筒复合基础能够有效增加风机抵抗水平荷载的能力,且在该设计参数条件下风机能够避免共振的发生;在基础设计时,应考虑桩土相互作用(PSI)的影响。

储罐外爆冲击波数值模拟及超压公式研究

为研究储罐外爆冲击波的传播规律和对储罐安全性的影响,应用软件LS-DYNA建立炸药-储罐的数值模型,并进行空爆数值计算。研究分析储罐外爆冲击波超压的衰减关系和罐体的动力响应,与经验公式的对比验证了模型的可信性,并结合经验公式平均值对数值模拟结果做了进一步修正。结果表明:冲击波运动到迎爆面中心后,外罐主应力在10 ms时迅速达到最大值,随后主应力值迅速减小,并不断振荡;迎爆面中心首先产生较大的拉应力,混凝土外罐的破坏属于脆性破坏;比例距离大于1时,现有超压计算公式拟合超压的衰减规律误差较小,比例距离小于1时,超压计算公式误差较大,修正后的超压计算公式可为储罐抗爆设计提供参考。

基于规范法的腐蚀管道应力及剩余强度分析

结合断裂力学理论,基于我国的CVDA规范、美国机械工程师学会的ASME-B31G标准以及净截面准则计算了带有腐蚀缺陷的管道腐蚀区域的环向应力和轴向应力,并基于ASME-B31G标准和ASME-WilloughbyDavey方法分别计算管道腐蚀缺陷区域的剩余强度。计算结果显示:管道腐蚀缺陷区域的应力随着腐蚀深度的增加而增加,带有腐蚀缺陷的管道发生环向破坏的可能性比轴向破坏的可能性要大;若管道含有多个腐蚀缺陷,在规则化时要综合考虑各个缺陷的腐蚀深度以及缺陷间距离的关系,不可简单地将临近的缺陷简化为单个缺陷。

基于应力分析的含腐蚀缺陷管道安全评价研究

为分析腐蚀缺陷对油气管道安全性的影响，对常用腐蚀管道规范进行研究，并利用有限元软件ADINA完成腐蚀管道有限元分析，通过有限元结果与规范对比验证了模型的可信性。研究发现：管道的环向应力随腐蚀深度的增加而增加；当外腐蚀深度超过壁厚的40％，或内腐蚀深度超过壁厚的50％时，管道有破坏风险；当腐蚀深度小于壁厚的60％时，有限元模型因考虑应力集中现象，计算结果比规范法偏大，差值率在15％以内，当腐蚀深度大于壁厚的60％时，有限元模型因考虑破坏变形影响，计算结果比规范法偏小，差值率超过50％。

椭圆度对埋地弯管抗震性能的影响分析

为分析不同椭圆度对埋地弯管抗震性能的影响,利用软件ANSYS建立含不同椭圆度埋地弯管的有限元模型,研究不同内压荷载以及不同场地条件下椭圆弯管的地震反应,并分析应力与变形规律。研究发现:在内压与地震动联合作用下,弯管中性线处位移最大,随着椭圆度的增加,位移不断增大且最大位置由弯管截面转移到弯管与直管相交处;随着椭圆度的增加,应力最大面由外拱内表面转为内拱内表面,应加强监测与防护;含有相同椭圆度的弯管,在Ⅰ类和Ⅳ类场地上的地震反应要比在Ⅱ类和Ⅲ类场地上大;地震作用下,运行压力越小的管道产生的应力峰值越小,允许椭圆度越大。研究结果对于弯管的抗震设计与检测维护有重要的参考意义。

新型庭院灯工作机理及可行性研究

通过研究设计了一种新型可动式多功能太阳能庭院灯,其太阳能面板能够随着太阳位置的变化而变化,进而增加光电转换率,照明的时间更持久。该灯结合了灭蚊和盆栽等附加功能,不仅避免了夏日蚊虫在灯光周围的聚集,也起到了美化环境的作用。文中对多功能庭院灯的工作机理进行了详细的介绍,对应力、抗风能力、腐蚀和经济性等做了全面的分析,分析表明该灯具有较高的可行性,具有很大的应用前景和市场。