超临界LNG铁路槽车子母罐优化及模拟实验研究

为了解决超临界LNG铁路槽车子母罐结构难以设计,子罐容积、数量及排布方式难以确定等难题,建立了超临界LNG铁路槽车整体模型及不同截面子母罐结构模型;提出了等截面优化设计方法,解决了不同截面传热量与蒸发率计算难题;建立了单元传热物理模型及实验模型,研究了温度分布特性;应用数值模拟及实验方法,获取了最佳的子母罐结构设计参数。研究表明:利用等截面优化设计法可优化子母罐结构设计,减少对内传热量,降低日蒸发率,提高超临界LNG铁路槽车的运输效益。

子模型法在球罐应力分析中的应用

工程设计中常需要对大型球罐的支柱连接区进行详细的应力分析。由于球罐设计需考虑风载荷及地震载荷,有限元分析时需对整体的1/2建模,计算规模大,在一定计算机容量下,网格密度受限,使得支柱连接区很难得到较高计算精度的解。子模型技术是解决此类问题最为有效的手段。对一大型球罐采用壳单元对主体结构进行1/2建模,并应用壳到体的子模型技术对支柱连接区进行应力分析,探讨该技术在大型球罐应力分析中的适用性。分析表明,在有限的计算机资源下采用壳到体的子模型技术可得到精度较高的计算结果。

子模型技术在大型球罐支撑区应力分析及结构优化中的应用

利用壳到体子模型法对大型球罐U形柱支撑区进行应力分析,保证该区域的计算精度。通过在U形柱内设置加强筋板,改变U形柱的刚度,讨论U形柱刚度对连接区应力状况的影响,发现U形柱刚度越大,球壳与支柱连接处最大应力强度水平越高,而支柱最大应力强度水平越低。基于分析设计的等强度原则,对加强筋板的尺寸及安装位置进行优化设计,使U形柱具有合理的刚度,以保证球壳在支柱支撑处的最大应力强度水平与支柱的最大应力强度水平相近。

金属罐体自动焊机径向自动跟踪装置设计

本装置利用物体重力,使自动焊机机头在垂直方向能随工件表面的起伏而位移,并使体表面保持固定距离,从而保证了焊接质量。本文研究了金属容器的焊接原理和方法,针对容器几何尺寸较大,难于手工焊接的情况,提出了用埋弧焊自动焊机代替手工焊的方案。通过进一步研究埋弧焊工艺要求和工件结构特点,设计了自动跟踪装置,其使焊枪和送料管与工件表面保持固定高度,并配有气压系统辅助,以保证该装置的可靠性与可调性。通过样机的试机,证明该方案能满足加工要求,安全可靠、设计合理。

ANSYS子模型技术在LPG球罐设计检验中的应用

为了得到2 000m3LPG球罐的准确详细的应力分布情况和便于检验应力集中区域,建立了该球罐的简化模型,采用ANSYS软件在静态承载的工况下进行了有限元分析,明确了应力集中区域及应力值。利用子模型技术对局部区域进行了详细计算,并由板壳单元转化为实体单元。结果表明,该球罐结构强度满足设计要求,子模型切割边界选择正确,有效地为设计和检验提供了理论依据。

天然气放空分液罐的应用及改进

作业区、处理厂分别在各站点安装了分液罐,使天然气在放空前实现了进一步气液分离,并且在安装后做了现场性能测验及效果评价。结果表明:分液罐在放空解堵应用过程中有一定的分液能力,运行较为平稳,但由于天然气放空速度与其分离液量存在矛盾,分液效果不明显,在水化物堵塞阻火器或井站故障紧急放空情况下运行存在严重的安全隐患,文章对分液罐及其辅助设备进行改进,提出了合理化的建议。

雨水调蓄池容积的简易计算方法探讨

真如城市副中心因地区功能定位的提高,局部区域的暴雨重现期由P=1 a提高到P=3 a,导致已建排水系统中部分排水设施无法满足设计标准,雨水管道须翻排,雨水泵站须扩容。设置雨水调蓄池可在减少已建排水设施改建工程量的基础上,提高已建排水系统的设计标准。该文以真如城市副中心增设雨水调蓄池方案为例,使用目前几种较为常用的调蓄池容积简易计算方法确定调蓄池的容积,分析影响雨水调蓄池容积的因素,为类似工程的计算提供参考。

复合材料机翼整体油箱结构分析与设计

基于MSC.Patran/Nastran对一机翼盒段结构进行了复合材料结构改型设计与精细分析。通过线性屈曲分析与非线性分析,对比平直梁腹板和带曲度的蒙皮壁板稳定性受非线性的影响,揭示出曲板稳定计算分析时考虑非线性的重要性及线性预测的价值。在进行非线性分析与结构改型设计时,应用小片子模型数值实验技术,加快了整个细节研究的工作进程,对于工程中类似大型模型计算与改进具有一定的借鉴意义。对于数值分析时遇到的边界约束条件的影响、由于肋缘条转折或局部刚度不匹配引起的应力集中等问题也做了一定探讨,得出的一些结论对工程实践有参考价值。

基于高亚像素精度的图像处理测量坦克炮炮口振动位移

本文介绍了某次炮口振动测试与验证,在测试中以某坦克炮为测试对象,利用高速摄像对零度角射击姿态下的坦克炮炮口进行拍摄,对所拍摄图像进行了亚像素级别的图像处理,最终给出弹丸出炮口时的振动位移.该测试在靶场射击条件下,将炮口振动位移的测试精度提高到0.1mm量级.为了验证高速摄像的亚像素分辨精度,搭建了一套测试验证系统,该系统利用微型振动台产生微小振动位移,由固定在振动台台面上的一只加速度计通过数据积分得到相应的振幅,以此来实测亚像素分辨精度.本文在业内首次验证了高量级亚像素分辨率的图像分析在大口径火炮测试中的可行性,显示出其在大口径火炮炮口振动测试中的优势与潜力.

一种新型家用热泵型蓄能空调系统分析

随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,城镇用电量不断的增加,电力峰谷差不断扩大,特别是居民空调的普及,加剧了供电的峰谷矛盾。冰蓄冷空调技术具有明显的移峰填谷效果,同时也可减少电费支出。本文根据家用中央空调的特点,将家用VRV多联机空调系统和冰蓄冷有机结合,提出了一种小型家用热泵型蓄能空调系统。介绍了本系统的流程、6种运行模式,并就蓄冷、蓄热对机组性能的影响做了计算分析。

涡轮桨搅拌槽内混合过程的大涡模拟

在FLUENT 6.1软件平台和网络并行计算硬件平台上,采用大涡模拟(LES)的方法对涡轮桨搅拌槽内的混合过程进行了数值模拟。利用滤波函数对N av ier-Stokes方程进行空间滤波,对大尺寸的涡直接进行求解,而被滤掉的比网格小的旋涡通过Sam agorinsky-L illy亚格子模型求解,对搅拌桨区域采用滑移网格技术。结果表明:大涡模拟对尾涡的预报优于雷诺平均(RAN S)方法,混合时间以及示踪剂响应曲线模拟结果和实验结果吻合较好,且优于RAN S方法。大涡模拟方法为准确预测搅拌槽内湍流流动的非稳态及周期性脉动特性提供了一种有效的工具。

球罐地震反应分析及其子结构拟动力试验方法

为了研究流固耦合作用对球罐地震反应的影响,利用ABAQUS软件建立1 000m3球罐有限元模型。采用子空间法对球罐进行了模态分析,并与规范算法进行对比,同时采用耦合拉格朗日欧拉算法,对考虑液固耦合作用的球罐进行地震反应分析。分析结果表明:考虑液固耦合作用使球形储罐的顶点位移、竖向支反力、支柱底部剪力以及拉杆应力等方面衰减得更快,并且在数值上也比附加质量法所模拟的结果小很多。在此基础上,介绍了子结构拟动力试验方法,提出将子结构拟动力试验方法应用于球形储罐的抗震性能分析,阐述了球形储罐子结构拟动力试验的步骤,为球形储罐抗震研究提供一种新的试验研究思路。

燃油箱箍带零件生产工艺及模具优化

通过分析燃油箱箍带的工艺结构,采用多槽模具并对其工艺进行优化,从而有效提高设备利用率且降低了人工成本,对柔性化窄长类零件的工艺设计及生产积累了经验。

飞机副油箱晃振试验液压伺服系统中的计算机控制技术

“飞机副油箱晃振试验设备”是飞机副油箱环境试验的关键设备之一。本文介绍的飞机副油箱晃振控制系统采用计算机闭环控制,实现了对晃振30秒平均峰-峰值的实时控制和数据处理。

内压下矩形耐压舱角隅结构形状和拓扑优化设计

为解决内压下矩形耐压舱角隅结构应力集中的问题,提出了角隅结构形状优化和拓扑优化的数学模型。采用子模型技术对结构进行精细化静强度应力分析,以角隅边界形状的变化作为设计变量,极小化角隅结构的应力,得到的最佳角隅形状为弧形。在此基础上,极小化角隅结构的应力,对耐压舱角隅肘板进行拓扑优化设计,寻求肘板材料的最优分布和管路铺设的空间,得到了具有内部圆形开孔和去掉三角形尖角的新型肘板结构。弧形角隅形状和开孔新型式的肘板有效地降低了角隅结构的应力集中。建议的方法可为类似结构的优化设计提供参考。

特大型钢沉井浮运封舱板结构设计研究

钢沉井因自重较大,通常需要借助助浮结构浮运至桥位进行后续施工。目前的封顶式助浮结构对气密性要求很高,而整体封底式助浮结构存在整体拆除困难等显著缺点。为了解决这些问题,提出一种拆卸方便、加工精度高、吃水深度可调节的分舱封底式助浮封舱板结构。依托常泰长江大桥5号墩沉井项目,详细介绍了该分舱封底式助浮封舱板的结构及施工方案。在此基础上,采用有限元分析方法对封舱板在不同工况下的强度与刚度进行了模拟计算,验证了此结构的可行性和合理性。本结构的应用圆满完成了常泰长江大桥5号墩沉井的浮运任务,并在拆除后作为施工平台使用,成功节省了成本及工期,为钢沉井浮运施工技术的优化设计提供了一种新思路。

10×10~4m^3储罐进油管外载荷作用下的应力分析

为保障大型储罐的安全运行,采用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对10×10~4m^3储罐进油管在外载荷作用下的受力情况进行分析,并把按实际结构建模的分析结果与将补强圈和罐壁简化为一体结构的分析结果进行了比较。经分析,按实际结构建模且外部载荷全部作用在接管上时接管部位的应力强度值最大,当外部载荷由阀门吊架全部承担时,接管部位的应力强度值有所降低;将补强圈和罐壁简化为一体结构且外部载荷全部作用在接管上时接管部位的应力强度值最小,简化后的结构分析结果偏于冒进。

复杂载荷下裂纹SIF计算的子模型技术

对船舶与海洋工程结构物进行疲劳评估,首先要通过子模型技术解决复杂应力场中裂纹应力强度因子(SIF)的计算问题。针对子模型技术实现过程繁杂且效率较低的问题,分别提出"逐周分层法","转换矩阵法"及"映射划分法"并基于VBA及APDL语言编写插件MPCarrangerV1.0,FEMcoortransferV1.0及CrackmapperV1.0,解决从Patran整体有限元模型到Ansys子模型时壳体单元间MPC创建低效、不同坐标系间节点位置转换困难及裂纹自由划分的局限性问题。基于DNV及ABS相关规范,以某B型LNG燃料舱的疲劳热点为例,对改进的子模型技术进行验证,结果表明经改进的子模型技术可成功施加合理边界条件并实现SIF的求解,可为子模型技术快速实现复杂载荷下裂纹SIF的准确计算提供参考。

基于偏保守原则的大型LNG子母罐的合于使用评价

参照GB/T 19624—2019《在用含缺陷压力容器安全评定》的相关要求,对某大型LNG子母罐进行合于使用评价,基于偏保守原则,运用简化评定的方法选择合适的评价参数,对LNG子母罐放空管异径三通裂纹部位的应力进行分析,对其尖端张开位移(CTOD)值δ和平面缺陷简化评定断裂比δr进行计算后,绘制出裂纹失效评定图,并与异径三通理化检验结果进行对比分析,确定了合于使用评价的结论。

空间推进系统在轨有关热控问题分析

文章基于空间推进系统热控的特点,针对长期在轨航天器推进系统热控面临的贮箱膜片热胀冷缩疲劳和机组阀门超温问题进行机理分析,归纳贮箱热控和发动机、推力器高温工况相应的解决措施及难点,结合某型号实际提出解决方案,并对改进后的效果进行分析预示,给出长期在轨航天器热控方案设计建议。