犍为船闸输水反弧门廊道非恒定流水力特性研究

船闸输水阀门段动水荷载是高水头船闸设计中关键的技术难题。以犍为船闸输水反弧门“平底+顶部渐扩”的廊道非恒定流常压模型为依托,重点研究阀门段动水压力特性、启闭力特性,动水关闭工况下阀门段廊道水动力荷载、开启速率及作用水头对水动力荷载及启闭力特性的影响。综合分析阀门结构体系、门后动水荷载、启闭力特性、防空化效果等因素,犍为船闸阀门不会发生有害的流激振动。

CFRP加固RC开孔平板开裂荷载的一种计算方法

钢筋混凝土板开孔后,由于板的承载力和刚度的降低往往需要加固,孔周围尤其是孔角处由于应力集中一般首先产生裂缝,裂缝的产生对构件的使用性能及耐久性都有着重要的影响。这里介绍了一种有限元与理论分析相结合的碳纤维布加固RC开孔平板的开裂荷载计算方法,在碳纤维布宽度一定的条件下,该方法的计算结果与试验值吻合较好,具有较高的精度。

基于SolidWorks的滑块式万向接轴扁头的强度分析

在轧钢机中,滑块式万向接轴的应用非常广泛。本文以功能强大的三维绘图软件Solid-Works为载体,以某型号轧钢机中滑块式万向接轴中的开口式扁头为研究对象。在软件中对扁头进行三维建模中有限元分析,并进行强度校验。利用该软件的有限元分析功能,通过适当的简化和耦合处理,对模型进行约束和加载,得出扁头所受应力的分布规律及最大应力位置处。利用经典公式计算其最大等效应力,并与有限元分析结果对比,以判断该型号开口式扁头的承载能力。

氨冷器大开孔平盖设计

平盖大开孔后削弱了平盖的抗弯截面模量,一般采用整体加厚的方法进行补强。而等面积补强法与压力面积法均未考虑弯曲应力的影响,是不安全的。提出将常规设计方法与有限单元法相结合进行氨冷器大开孔平盖的设计,以保证设计的安全性。

真空冷箱平盖封头的补强研究

冷箱平盖封头悬吊换热器,并需要开孔连接各种管件,实际设计时没有成熟的平盖封头的修正方法。参考压力容器的开孔补强,同时基于弹性圆薄板的小挠度理论,提出了平盖封头的开孔补强系数和承重补强系数来修正计算厚度,并总结真空冷箱的平盖封头开孔和承重的一般设计原则。最后进行有限元模拟分析,结果显示,采用开孔补强和承重补强修正后的平盖封头应力满足设计要求。

椭圆形封头外圆轴向开孔补强结构

介绍了在椭圆形封头外圆轴向安装接管的结构 ,开拓了在椭圆形封头外边缘轴向开孔补强的新领域。

CFRP补强(加固)钢筋混凝土开孔平板的试验研究

研究了体外粘贴碳纤维增强复合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)加固钢筋混凝土开孔平板的受力性能,通过5块开孔平板的加固试验,从破坏形态、开裂荷载、极限荷载和弯曲变形等方面分析构件的加固效果,研究粘贴层数、开孔尺寸和开孔位置等因素对构件加固效果的影响。试验结果表明,经外贴CFRP加固后,钢筋混凝土开孔平板的极限承载力、弯曲变形能力均得到明显提高,构件的抗裂性能也有一定程度的提高。

矩形平底渠道淹没水跃区的水头损失

研究了矩形平底明渠淹没水跃区的水头损失。根据Rajaratnam对淹没水跃区的流速分布、壁面切应力、最大流速的试验成果和Verhoff附壁射流区断面流速分布的计算公式,应用紊流边界层理论研究了淹没水跃区的边界层发展和沿程水头损失的计算方法。根据动量方程和能量方程研究了淹没水跃区的跃前断面水深、总水头损失、局部水头损失、消能率的计算方法。给出了淹没水跃区最大流速、紊流边界层厚度、沿程水头损失、总水头损失、局部水头损失、局部阻力系数、消能率的计算方法。研究表明:淹没水跃区的总水头损失是跃前断面弗劳德数、跃前水深和淹没度的函数,沿程水头损失和局部水头损失与跃前断面流速、水深、水跃长度、跃前断面的特征雷诺数和消力池宽度有关。淹没水跃区的水头损失主要是局部水头损失,消能率随着弗劳德数的增加而增加。

平盖中心开单个孔补强计算的讨论

文章选用平盖与筒体直接焊接的结构形式,利用ANSYS有限元软件对平盖中心开孔（开孔率为0.1~0.9）进行了应力分析,考察各平盖开孔的应力情况,并采用反向法兰法对开孔率大于0.5的各个平盖开孔模型进行计算。通过比较两种方法计算的结果,得出反向法兰法和有限元分析所计算的应力变化规律是一致的,从而印证了反向法兰法的可靠性,并进一步分析了平板大开孔的补强特点。

平盖开孔的有限元分析及其补强方法的探讨

为了使平盖开孔补强结构更为合理、可靠,使用圆形平板的理论解和有限元分析方法,对不同开孔直径的27个平盖模型进行了应力计算和分析比较,进一步探讨了不同的开孔补强方法。结果表明,对于开孔率小于0.5的平盖开孔补强采用均匀增加平盖厚度的方法,不能解决孔边产生的应力集中问题,难以达到补强的效果;而采用外加补强元件的方法,则应明确其补强范围应在2d范围内。

圆形平盖开孔补强问题的讨论

GB 150.3—2011《压力容器》与GB 150—1998《钢制压力容器》中对于在圆形平盖上开孔补强的规定和计算方法有所区别。文章通过对比这2个标准的内容,并结合低压、中压和高压三种工况下圆形平盖开单个孔和开多个孔(以两孔为例)的算例分析,明确区别的内容,探讨各自存在的问题。同时结合国外规范,讨论如何选用计算方法进行圆形平盖的开孔补强计算。并提出在实际工程应用中,如何结合标准规定和补强计算方法,选用合适的补强结构型式进行补强设计。

平封头双开孔接管结构有限元应力分析

平封头开孔接管区结构不连续,应力分布复杂,导致局部应力集中。利用有限元软件ANSYS,采用线弹性分析方法和极限载荷分析方法对平封头双开孔接管结构进行计算分析,将接管轴向拉力、轴向推力分别与内压耦合,得到了平封头双开孔接管结构应力分布及变化规律。计算分析结果表明,接管轴向拉力使平封头双开孔接管连接区弹性应力变大,应力集中程度提高,降低了平封头双开孔接管连接区的极限承载能力;接管轴向推力使平封头双开孔接管连接区弹性应力变小,提高了平封头双开孔接管连接区的极限承载能力。

平盖开孔补强计算的讨论

通过对平盖开孔外加补强元件补强的分析 ,认为外加补强元件补强所需最小补强面积的计算公式不仅适用于补强圈补强 。

平盖开孔补强问题的讨论

就压力容器设计中经常遇到的平盖开孔结构和计算方法进行了讨论 。

高参数圆形平盖中心开孔计算方法及密封刚度失效准则

基于当前压力容器平盖(或法兰盖)的开孔补强方法基本原理和存在的问题,指出我国标准中仅考虑了开孔率ρ≤0.5范围内整体强度校核,欠缺开孔处局部应力计算、安定性失效评价及螺栓垫片连接结构的周边刚度计算、密封失效评价。基于弹性板壳理论,创建了两类常见圆形平盖中心单个开孔结构的力学模型和精确解析解,并给出工程计算公式和设计失效准则。通过算例进行数值模拟验证,并分析应力变化规律。新方法实现预紧工况、操作工况和水压试验工况下的强度失效和密封刚度失效评价,适用于ρ≤0.9范围,更适用于当今“双碳”背景下高参数化设备安全、节能和泄漏率控制等基于失效模式的精准设计,并为标准修订和结构完整性评价提供借鉴。

高压蒸汽锅炉球形封头上非径向接管与封头连接处的应力分析

一台130t/h高压蒸汽锅炉球形封头上,因结构需要设置了两个直径为108mm的非径向接管。因为我国水管锅炉强度计算标准中未规定凸形受压元件上关于开孔补强的计算方法,为了评估该非径向接管与封头连接处的应力集中水平是否在强度允许范围内,本文采用应力分析方法得到内、外壁高应力区的应力分布曲线。结果显示,因非径向开孔引起的强度减弱已得到充分补强。

各国螺栓连接法兰盖开孔补强对比

因为平盖在压力作用下主要受到的是一次弯曲应力,所以平盖开孔补强区别于柱壳和球壳上的开孔补强。列举了ASMEⅧ-1,GB 150,EN 13445和ГОСТP 52857对螺栓连接平盖中心开单个孔的标准要求,并运用了一个工程实例来比较这四个规范的计算结果,从而得出了不同规范的区别,另外对GB 150关于平盖的计算提出了相应的建议。

圆形平盖开孔补强计算

对于圆形平盖上开孔,GB 150-2011针对不同的开孔情况分别给出了补强计算方法,通过工程算例计算,结合前人的研究成果,建议平盖上开多个孔时尽量使平盖上相邻开孔中心的间距不小于两孔直径之和。另外对比了SW6和PV软件在计算平盖单个开孔补强的不同,如果开孔满足GB 150-2011中不另行补强的条件则用PV软件计算,如果不满足则用PV或SW6软件计算均可。

关于椭圆形封头开孔补强问题的初步分析

对椭圆形封头进行应力分析 ,认为封头失效时的强度取决于封头的顶部强度并非过渡区 (即转弯处 )。因此 ,封头的强度计算公式是以顶部为危险区而建立的 ,其结果对过渡区是安全的。故没有必要把椭圆形封头的开孔补强以 0 .8Di 为界划分为中心部分和过渡区分别计算 ,只要统一以中心部分进行计算即可。

浅析压力容器封头最小成形厚度的选取

由于GB/T 25198-2010中提出对压力容器封头最小成形厚度的要求,因此产生了封头最小成形厚度的计算问题,在此笔者提出了自己对最小厚度进行计算、检验的理解。