海上石油浮式生产系统疲劳校核分析

船体结构的疲劳一直是船体结构的一种重要的损伤现象。特别是高强度钢在船体结构中的广泛使用,使船体结构的疲劳破坏问题更加突出。本文以一艘15万吨浮式生产储油系统(FPSO)为例,根据FPSO自身的结构特点和其特殊的工作状态,详细介绍了对FPSO进行疲劳分析的基本过程,包括FPSO疲劳校核区域的确定,波浪统计预报、主要校核部位的疲劳计算方法和过程。

双馈风力发电机转轴静强度及疲劳校核分析

对某型号双馈风力发电机转轴进行了静强度及疲劳校核分析。通过静应力分析,明确电机转轴的应力水平和分布状况,找出潜在的危险部位,分析转轴的疲劳强度;通过静强度校核,明确电机转轴在不同载荷工况下的设计裕量和安全系数,验证转轴是否满足发电机低电压穿越的要求;通过疲劳强度校核,给出转轴的疲劳安全系数;对转轴的不同结构工艺进行比较分析,找出最优的工艺结构;比较分析不同材料对转轴疲劳强度的影响,找出性价比最优的转轴材料。电机转轴静应力仿真分析流程和疲劳校核仿真分析方法为电机的科学合理设计提供理论依据。

FPSO甲板舷外设备支撑结构设计与强度疲劳校核

浮式生产储油轮(FPSO)为典型的长期系泊或永久系泊海洋漂浮结构物,其甲板上除布置上部模块外,还有潜水工作站、电缆、管廊、废弃物等各类设备。为合理利用甲板面积,有些设备直接放置在舷外,设计合适的外挂结构与船体相连,如潜水工作站平台和废弃物平台均属于此类结构。对于电缆和管廊,则合理利用高度空间,采用桁架支撑。无论外挂结构,还是桁架结构,大多需满足海洋工程结构设计标准,被称为海工区域结构。文中以废弃物平台为例,介绍FPSO上需按海工区域标准设计的部分设备加强结构,其设计、强度校核和疲劳校核方法。

自控飞机气缸销轴受力分析及疲劳校核计算

自控飞机运行时大臂起伏变化,载荷工况复杂,作为支承大臂的气缸销轴,对设备的安全运行起着至关重要的作用.传统计算在大臂水平位置,按照杠杆原理计算销轴载荷,设计时一般难以准确计算,以24座自控飞机大臂气缸销轴为研究对象,应用ANSYS Workbench刚体动力学模块Rigid Dynamics对大臂起升机构进行虚拟样机建模,并根据实际运行工况来施加各部件的驱动载荷进行动力学仿真分析,获取满载工况下大臂在起升、运行和下降过程中的气缸销轴反作用力时间历程曲线,计算结果表明,在整个运行周期内,销轴部位承受的载荷随着大臂的举升而增大,当大臂升到最高点,气缸销轴部位的反作用力达到最大值为30,630 N.依据最大载荷按照行业规范对气缸销轴进行应力安全性评价和疲劳校核计算,销轴应力安全系数13.3,疲劳安全系数5.9,满足使用要求.

两种循环计数法及最大最小计数法在石化设备疲劳校核中的应用

石化装置的设备有时会出现温度与压力均随时间变化的操作工况,需要进行疲劳校核,针对这种复杂工况的循环计数,ASMEⅧ-2附录5-B中提出了雨流法和最大最小计数法两种方法。两种方法各有特点,应用范围不同。首先介绍了两种方法的理论背景,然后采用最大最小计数法,对承受温度和压力随时间非比例变化的结构进行循环计数,最后提出此类结构应力分析时需要注意的问题,为工程人员处理相关案例提供参考。

高径比较大塔设备安装阶段的风振及疲劳校核

选取某在建装置高径比达26.4且已安装就位的塔设备为研究对象。通过多种计算方式,对该塔设备在安装阶段的风诱导振动及该塔设备危险截面的疲劳寿命进行校核计算,并通过现场实际观测验证计算结果的准确性。观测结果及疲劳校核计算结果表明该塔设备在安装阶段各危险截面是安全、可靠的。

基于有限元的齿轮齿条疲劳校核

就机器人行走机构中的齿轮齿条传动机构做出分析,先进行轮齿弯曲强度计算,验证了设计的可行性,又运用了SOLIDWORKS Simulation有限元工具进行疲劳运算,得到齿轮各个节点的损坏及生命的精确图解,与采用传统轮齿弯曲强度校核的结果对比,更能为设计人员提供指导。

有限元应力分析在电加热器外壳主要结构部件的疲劳校核中的应用

石油化工行业内,许多压力容器随工艺要求承受交变载荷,设计中考虑交变载荷的影响十分重要。本文以电加热器外壳结构中有代表性的结构部件为例,通过有限元分析计算的方法选择合理安全的结构,并采用疲劳分析的方法完成了对主要承压部件强度的校核计算,以保证其不致在有效的使用期内发生疲劳失效。

船舶结构的疲劳校核

本文总结了ＤＮＶ（挪威船级社）最近发布的船舶结构疲劳校核指南中的步骤和建议。这个步骤也包含在ＤＮＶ计算程度包ＮａｕｔｉｃｕｓＨｕｌｌ中。

基于MSC有限元分析的五缸往复泵曲轴疲劳强度校核

针对五缸往复泵曲轴结构形状和受力情况都比较复杂的状况,通过对五拐三支承曲轴建立整体三维模型,在MSC.Patran/MSC.Nastran软件环境下对其进行有限元模态分析,并联合动力学仿真软件MSC.Adams对该曲轴进行瞬态动力学有限元分析,得到曲轴在工作循环中的最大危险点及其应力值,并利用这些数据进行疲劳强度校核。提出了一种基于模态法瞬态有限元分析的曲轴疲劳强度校核的方法,为往复泵曲轴设计和疲劳强度校核计算提供了有价值的指导参考。

Germanischer Lloyd规范Goodman曲线对某型动车组CFRP复合材料设备舱骨架疲劳校核的应用

为了解决国内对适用于复合材料Goodman曲线实验研究较少的问题,基于ABAQUS有限元,利用Python语言编程和计算,按照德国劳氏船级社(GL)规范Goodman曲线对某新型动车组碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料设备舱骨架进行疲劳强度校核。通过不同平均应力下疲劳强度实验,绘制Goodman曲线及考虑一定安全系数下的Goodman曲线,并与GL规范的Goodman曲线进行对比研究。结果表明,在EN12663-1∶2010[13]和文献[14]规定的疲劳工况下,GL规范的Goodman曲线对新型动车组CFRP复合材料设备舱骨架疲劳强度校核具有可行性,CFRP复合材料设备舱骨架可满足设计要求,但考虑安全系数n=1.5和n=2时评价有一定的风险性。

某型抗冲击波车身结构响应分析及疲劳强度校核

以车载榴弹炮的设计参数作为边界条件,计算一种极端恶劣工况下的炮口非定常冲击波流场分布,获得车身表面压力边界条件,采用直接积分法计算了车身结构动态响应,得到车身各个部位的等效应力、等效应变以及疲劳损伤情况。通过仿真结果计算,可以充分认识和了解在炮口冲击波作用下车身结构响应情况,根据车身不同部位的响应对车身结构优化改进。

8 530 TEU大型集装箱船船中货舱区舱口角隅疲劳强度校核

集装箱船货舱区舱口角隅疲劳强度校核是集装箱船强度分析的重要内容之一,该文选择沪东中华造船(集团)有限公司即将建造的8 530 TEU集装箱船船中N o.5货舱区F r181处角隅作为疲劳强度分析对象。基于设计波法,选择全球航行海域波浪散布图进行波浪诱导载荷长期预报,获得四种典型的波浪载荷参数,然后在一个波浪循环内每隔30°取一相位,计算了其中三种最典型波浪载荷工况下上甲板角隅边缘和舱口围板角隅边缘的热点应力,确定最大应力范围及其位置,最后基于S-N曲线法进行疲劳强度校核。

电气柜疲劳强度校核及结构优化

针对某型号电气柜振动耐久试验时出现裂纹问题,利用Ansys对电气柜进行随机振动分析及强度校核,通过改变减振器型号和减振器支座结构设计,得到了最终优化结果。仿真结果表明:该优化方案能够有效降低结构局部应力过大,解决试验中结构出现裂纹的问题,可为同类结构的优化提供参考。

疲劳强度校核下塔式起重机结构安全检测探究

塔式起重机结构安全中的一大指标就是应力循环性,通过应力循环性计算其结构疲劳强度,需要在起重机工作一段时间后展开,此时起重机已经积累了一定的疲劳强度.基于疲劳强度校核着重探究塔式起重机的结构安全相关检测方法,了解塔式起重机的结构安全状况,保证塔式起重机能够安全稳定运行,提高生产效率.

圆柱齿轮参数计算及接触疲劳强度校核程序设计

针对机械设计中齿轮传动设计所要求的齿轮几何形状和强度校核,结合设计中的实际应用情况,设计了圆柱齿轮参数计算程序和接触疲劳强度校核程序。此程序的设计成功为我们以后的齿轮设计提供了方便的工具。

蛙跳下落过程青蛙跳座椅骨架刚柔耦合仿真与校核计算

青蛙跳在蛙跳下落过程座椅骨架载荷不断变化,传统静力学分析的计算方法不够精确.针对上述问题,在青蛙跳运行特性分析的基础上,通过理论分析获取青蛙跳蛙跳下落的速度方程,通过ANSYS Workbench软件,对青蛙跳进行刚柔耦合瞬态动力学仿真分析,获取蛙跳下落过程中座椅骨架最大应力的时间历程曲线,提取下落周期内的最大应力,并借助相关技术标准对座椅骨架分别进行强度和疲劳校核计算.计算结果表明,蛙跳下落过程座椅骨架的应力逐渐增大,在蛙跳结束时刻,座椅骨架的最大应力61.8 MPa,应力安全系数和疲劳安全系数分别为5.1和2.1,满足安全要求.该研究方法对保证设备运行的可靠性和乘客的生命安全具有重要的现实意义.

高速铁路道岔曲形轨件弯制特性及疲劳性能

以曲基本轨、曲尖轨、叉跟尖轨、短心轨和翼轨五种轨件最大弯折处为研究对象,分别测定其极限载荷下断裂瞬间的最大位移载荷和表面最大应变,对轨件弯制点进行了疲劳校核,并根据五种轨件断裂时挠度和载荷以及应变-挠度关系提出了五种轨件侧向弯制许用最大挠度。结果表明:对于五种曲形轨件,断裂时短心轨表面最大应变最小,为125491×10-6,翼轨表面最大应变最大,为251872×10-6;曲形轨件经过反复弯制后,极限强度没有明显下降,但极限实时挠度下降4.1%~43.0%,反复弯制对钢轨安全冗余量有较大影响;曲形轨件在服役载荷下能够满足弯曲疲劳性能要求。

海洋平台结构系统的冰激疲劳可靠性分析

提出一种冰激疲劳损伤简化计算方法,用于计算冰力作用下平台管节点的疲劳损伤,并根据该方法分析平台构件和整体的疲劳可靠性。该方法用两个指数函数拟合平台和海冰相互作用时疲劳应力和应力循环次数与海冰厚度、速度的关系,具有较高的拟合精度,而且给出基于S—N曲线的疲劳损伤计算公式,从而使疲劳损伤计算得到很大简化。在此基础上,给出平台构件可靠性和整体可靠性的计算方法,并通过提出冰载荷作用下海洋平台整体疲劳失效的简化判断依据,简化平台整体疲劳可靠性计算过程。同时基于断裂力学的Paris公式,建立冰载荷作用下构件疲劳裂纹扩展的可靠性模型,当平台被检测出有裂纹时,可以使用该模型对构件和平台整体进行可靠性分析。对冰激动力响应不太严重的平台,可以用文中提出的方法进行疲劳可靠性分析。

岸边集装箱起重机的疲劳分析

介绍起重机抗疲劳设计方法和《欧洲起重机械设计规范》,并采用《欧洲起重机械设计规范》对岸边集装箱起重机实例进行疲劳校核,为设计提供理论依据。