TBM刀盘连接螺栓载荷工况及其连接可靠性技术

针对TBM在掘进过程中存在刀盘连接螺栓易断裂问题,文中对TBM刀盘直径与主轴承选型,以及刀盘连接螺栓连接可靠性进行研究。以某隧道工程为依托,首先通过建立TBM刀盘受力模型,进一步分析了刀盘连接螺栓在4种复杂工况下所承受的载荷;其次对刀盘连接螺栓的疲劳强度进行校核,为主轴承选型提供理论原则与依据;最后通过ANSYS仿真软件分别分析了刀盘连接螺栓受力模型优化前与优化后螺栓的结构强度与刚性。结果表明:优化后螺栓受到的最大应力减小46.3%,总变形量减小8.6%。同时验证:在主轴承偏小的情况下,刀盘连接螺栓在脱困工况下最容易断裂。

某核电站主蒸汽管道阻尼器连接螺栓断裂失效分析

针对某核电站主蒸汽管道阻尼器连接螺栓发生断裂的现象,采用多种理化方法对断裂原因进行了试验研究,并基于有限元仿真分析了连接螺栓受力状态与阻尼器管道向上位移量的关系。试验与仿真结果表明:连接螺栓断裂样品质量状态不良,存在内孔与设计不符、成分偏析等情况;连接螺栓断裂的类型属于弯曲过载断裂,其直接原因是阻尼器受力为三点弯曲状态,致使连接螺栓应力过大,最终导致连接螺栓过载断裂。

过滤器连接螺栓断裂失效分析

某防喷器油路过滤器SCM435连接螺栓在使用过程中发生断裂,造成过滤器无法正常工作。为查找连接螺栓失效原因,采用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、显微硬度计、扫描电子显微镜和能谱仪等测试手段,研究断裂和未断裂螺栓的显微组织、化学成分、硬度、力学性能和断口形貌。结果表明:断裂和未断裂螺栓的组织均为回火索氏体和铁素体,断裂螺栓夹杂物较多,碳含量偏高,断裂螺栓的硬度和力学性能均低于未断裂螺栓。断裂螺栓断口在平行和斜45°的两个断面,表现为韧性断裂和脆性断裂的混合断裂形式,断裂源起源于内部。可见断裂螺栓是由于内部的碳化物等脆性相的不均匀分布,在持续外力作用下,优先形成裂纹源,随着裂纹的扩展而导致螺栓最终断裂。

抽水蓄能电站甩负荷工况顶盖座环连接螺栓强度计算方法探讨

抽水蓄能电站机组启动频繁、运行工况复杂,国内外出现过多次顶盖座环连接螺栓断裂失效,发生水淹厂房的事故,影响了人员和财产安全。甩负荷工况为顶盖螺栓计算中的控制性工况之一,该工况下顶盖荷载的准确计算直接关系到螺栓强度计算的结果。本文通过某抽水蓄能电站顶盖和座环连接螺栓强度复核计算的实例,对计算方法等进行了探讨,提出了以现场实测数据为基础,进行CFD(计算流体力学)计算,并进行相应修正的方法。该方法兼顾了计算的时长和准确性,具备一定的工程实用性,可供行业参考。

基于紧固过程的航发低压转子连接螺栓组螺栓装配预紧力分析

本文探究了低压转子连接螺栓组螺栓装配预紧力的确定方法。通过设计螺栓短期松弛实验,确定了螺栓预紧力的拟合函数,计算出螺栓的初始预紧力为37800 N,松弛后稳定的预紧力为37000 N。随后基于弹性相互作用原理,分别设计了低压转子环形试件的弹性正作用实验和扇形试件的弹性负作用实验。结果表明,弹性正作用对拧紧工艺无影响,弹性负作用会导致相邻螺栓之间的预紧力出现不同程度的减小。在实验基础上提出了两轮顺序装配工艺,将装配预紧力设定为37000 N,可以忽略拧紧工艺对螺栓预紧力的影响,使螺栓组螺栓的分散性最低,从而保证了低压转子的可靠性与稳定性。

齿轮与差速器连接螺栓失效分析及改进优化

某车用减速器连接输出齿轮与差速器的螺栓在运行时断裂,经分析失效原因为螺栓强度偏低、预紧传递扭矩安全系数较低等。通过采用高强度定制螺栓、提高预紧力、优化拧紧工艺等方法,实现了螺栓连接的安全可靠。

双馈式风力发电机组叶片变桨连接螺栓断裂故障分析及预防

叶片变桨螺栓为风力发电机组主要连接部件,叶片高强度连接螺栓的材质标准和施工安装工艺对螺栓运行寿命长短至关重要。通过宏观分析、安装工艺分析、化学成分检验、机械拉伸试验分析等方法,对螺栓断裂原因分析验证。结果表明,从材质各元素及杂质含量导致螺栓质量不合格,装配螺栓预紧力精度不足、螺栓润滑不到位造成叶片连接螺栓预紧力不均匀,叶片自重、旋转离心拉力和风载荷等疲劳过载,都有可能造成螺栓断裂。研究结果可为风机叶片螺栓安装过程中,安装工艺不到位、材质不合格等问题,有效的预防螺栓频繁断裂提供更多的理论依据。

寒区混凝土构件连接螺栓张紧力的松弛行为

螺栓连接具有施工快速、连接可靠的技术优势,已成为混凝土结构连接的主要方式之一。寒区环境下螺栓连接部位的混凝土会受到冻融循环的影响,分析混凝土材料冻融损伤对螺栓张紧力的影响具有工程意义。基于光纤传感技术对螺栓连接部位冻融过程进行了螺栓张紧力的全过程监测。研究结果表明:抗冻性能差的混凝土会引起预紧力大幅降低,并且由于孔内结冰膨胀的原因,螺栓和混凝土之间若存在4 mm间隙,则螺栓连接部位经历3次~6次冻融循环后出现脆性破坏。研究结果对冻融环境下装配式结构螺栓连接部位的耐久性和安全性设计提供了科学依据。

高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响

螺栓的疲劳寿命和松弛寿命影响着螺栓的使用寿命,在疲劳和松弛的共同作用下,柱脚处连接不断退化,为探究高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响,以某速度为400 km/h高铁声屏障非对称排布和对称排布螺栓为研究对象,利用ANSYS建立柱脚螺栓有限元模型,通过降温法施加预紧力,并施加正负单位弯矩荷载,计算柱脚最不利螺栓在不同预紧力作用下的应力幅,提出了应力幅随预紧力变化的拟合关系式;利用Midas建立声屏障整体模型,分析列车在400 km/h行驶速度下结构动力响应特性,提取柱脚螺栓弯矩时程结果,对仅考虑疲劳失效的螺栓寿命和考虑松弛疲劳共同影响下的螺栓寿命进行比较.研究结果表明:螺栓松弛会使预紧力下降,导致两种柱脚模型的螺栓应力幅增大;在已有的柱脚螺栓时程计算中,考虑松弛疲劳共同影响下的疲劳寿命比仅考虑疲劳作用时大大降低,当松弛导致预紧力下降至55%以后,将会产生疲劳效应,该结果可为连接结构领域设计人员定量评估螺栓寿命以及对螺栓的维修养护方面提供参考依据.

海洋大气环境下桥梁钢构件连接螺栓防腐技术研究

基于桥梁全寿命周期考虑,通过对包覆防腐、涂层防腐、密封胶与涂层联合防腐等常用防腐技术的防腐材料、施工工艺和防腐时效等进行了综合经济对比分析,得出氧化聚合型包覆防腐蚀技术具备防腐蚀材料先进性、施工质量可控性等优点,是桥梁钢构件连接螺栓的最优腐蚀防护方案。

风电机连接螺栓防断裂研究与动力学分析

实施背景据不完全统计,风电行业内近几年发生的连接螺栓断裂事件发生过近百起,在我们集团内部的风电场中,叶片根部连接螺栓的断裂也是普遍存在的问题,其断裂会造成很高的维修费和螺栓导正费用,严重时会导致叶片脱离轮毂甚至倒塔,存在严重的技术和安全隐患,所以风电机组高强连接螺栓断裂的深入分析及治理就显得尤为重要。某风电场连接螺栓断裂情况如图1所示。

风力发电机组轴承等效刚度及对连接螺栓受力的影响

为明确风力发电机组轴承等效刚度以及连接螺栓受力之间的关系,本文以双列四点接触球轴承为研究对象,采用有限元分析方法对其关系进行分析,本文选择使用LINK10尝试模拟轴承刚度,模拟刚度将按照Hertz的理论进行对比分析,当对比误差控制在允许范围内时则代表有限元分析方法能够达到预计的效果。本文通过对五种受力情况的对比分析,统计结果表现轴承刚度对连接螺栓的受力分布情况并未造成影响,但轴承刚度能够对螺栓的受力大小形成明确的影响。

桥梁连接螺栓健康监测以及防锈维护系统设计

为防止桥梁连接螺栓出现锈蚀与脱落等问题,文章研究桥梁连接螺栓健康监测以及防锈维护系统设计。基于桥梁连接螺栓锈蚀成因与危害,构建螺栓健康监测以及防锈维护系统,通过工控机与采集子系统中的振动检测模块配合数据采集软件实时采集螺栓振动信号,无线传输螺栓振动信号至服务器端,采用基于初相和谐波理论的准同步DFT修正算法实现螺栓健康状态监测。实验验证结果表明:该系统可快速、精准地完成对螺栓的监控监测。

兆瓦级风机变桨轴承与轮毂连接螺栓的疲劳分析

针对1.5 MW级风电机组叶片与轮毂连接处变桨轴承上的螺栓,提出一种计算连接螺栓的疲劳损伤值的方法。首先,运用Abaqus软件建立合理的有限元模型,对叶根中心处加弯矩载荷,利用Matlab完成弯矩时间历程谱转换成应力时间历程谱。最后对应力时间历程谱进行雨流计数法处理,再利用Miner线性累计损伤理论和S-N曲线对螺栓进行疲劳分析计算。结果表明螺栓的疲劳损伤值在安全范围内,风机到达使用寿命前螺栓的疲劳损伤很小。研究工作可以指导整个风机上连接螺栓的优化设计,为螺栓疲劳设计和寿命分析提供参考。

航空发动机低压涡轮转子连接螺栓预紧力分析

螺栓连接是航空发动机常用的结构形式之一,预紧力的计算是螺栓结构设计的重要步骤。笔者基于有限元法发展了涡轮转子连接螺栓的预紧力确定方法。首先应用线弹性叠加原理建立了综合考虑紧度裕度和强度裕度的预紧力准则,然后建立涡轮转子的循环对称三维有限元模型,施加载荷并计算出螺栓的最大松弛力和最大压紧力,最后根据准则确定了连接螺栓的预紧力。计算结果表明,由载荷引起的压紧力和松弛力与初始预紧力大小无关,从而证明了笔者应用线弹性叠加原理的合理性。

船用柴油机活塞连接螺栓断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等检测手段对船用柴油机活塞头和活塞裙的连接螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：该连接螺栓的断裂属多疲劳源引起的疲劳断裂,疲劳源均位于螺纹牙根表面,是由车削螺纹表面加工精度不高而引起的；此外,显微组织中网状、块状铁素体的存在以及螺纹表层脱碳使连接螺栓疲劳强度下降也是造成断裂的重要原因。

变桨轴承连接螺栓有限元分析及试验验证

变桨轴承是连接叶片和轮毂的转盘轴承,其寿命直接影响风机的可靠性。通常,变桨轴承的结构设计与优化采用有限元方法,其结果的准确性取决于连接螺栓等效模型的准确性。轴承与叶片和轮毂的连接通过两组百余个螺栓实现,若螺栓连接采用实体模型,则计算量巨大。为此,对螺栓等效模型进行研究,以便在轴承整体模型计算中高效准确得到螺栓组的分布应力。文中分别对采用实体模型、实体无螺纹模型和梁-耦合模型3种螺栓模型的轴承整体有限元模型进行了分析。并设计了载荷工况试验台,将试验结果与有限元结果进行对比分析。结果表明,梁-耦合模型的误差小于7%,在误差允许范围内,且计算效率大大提高,节省了约90%的时间。因此,采用梁-耦合模型能真实等效螺栓连接,为轴承的设计优化提供支撑。

直驱式抽油机法兰连接螺栓的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对新型高效节能直驱式抽油机8型机法兰连接螺栓进行分析研究,建立了直驱式抽油机的有限元简化模型,对法兰螺栓进行了理论计算,仿真数据与理论值基本吻合,证明了模型简化的合理性以及有限元分析可以满足工程需要。针对工作载荷和极限情况下的抽油机法兰连接螺栓进行分析计算,得到了连接螺栓的应力分布云图,同时分析了不同法兰连接筋板和连接螺栓失效情况对法兰螺栓受力影响,可以有效的预测法兰螺栓的断裂,为该系列抽油机安全性能分析提供有力的依据,同时提高了该产品市场竞争力。

0Cr18Ni9钢连接螺栓断裂分析

针对现场发生的连接螺栓断裂失效事故,借助扫描电子显微镜对断口形貌及显微组织进行观察分析。结果表明,显微组织为奥氏体,其断裂失效是在S离子和Cl离子环境作用下发生的应力腐蚀断裂。

盾构隧道衬砌连接螺栓变形的影响因素分析

盾构隧道衬砌连接螺栓是连接衬砌管片之间的唯一部件和最重要的约束,螺栓变形问题是管片设计必需考虑的因素。通过南水北调穿黄盾构隧道管片接头1∶1仿真模型试验,对管片连接螺栓变形的影响因素进行了系统的研究分析,获取了不同偏心距、不同弯矩荷载、不同管片接头间的垫层厚度、不同螺栓预紧力、不同螺栓位置条件下详细的螺栓受力状态和变形特征资料,为盾构隧道管片设计提供依据。