多轮次蒸汽吞吐水平井套管射孔参数优选方法研究

针对多轮次蒸汽吞吐水平井在确保套管安全寿命前提下,有利实现储层产能最大化释放的套管射孔参数优选问题,开展了射孔参数对产能影响和对套管安全性影响研究,建立了水平套管井表皮因子计算模型及产能预测模型。在此基础上提出了在满足储层产能最大化释放的射孔参数范围内,结合套管安全性校核结果优选射孔参数的方法。通过该方法设计的渤海某稠油油田的射孔参数可知,该井目前已完成超3轮次蒸汽吞吐过程,产能达到配产的同时,套管处于安全服役的状态。该方法可为多轮次蒸汽吞吐水平井套管射孔参数优选提供依据。

高压给水加热器爆管原因分析及处理对策

目前各火力发电机组普遍采用具有中间再热的回热循环,以提高锅炉、汽机整个机组的热经济性。高压给水加热器是回热系统的重要设备,由于设计、安装、检修和运行等方面原因,造成高加泄漏率很高。本文通过对两台2.5MW机组高压给水加热器管系的轴向应力和热应力分析,提出了控制好高压给水加热器启停及运行时的温度变化观点,解决了高压给水加热器泄漏频繁的问题。

喷水量及喷水位置对部分进气轴向涡轮机性能影响特性

增加涡轮机入口温度有助于提升涡轮机性能,然而受限于材料的耐热强度,一般需采取额外的冷却措施。用于水下航行器的部分进气涡轮机具有短叶片及小尺寸的特点,使其难以设置复杂冷却结构。利用航行器外部海水作为冷却介质,采用射流冲击方式冷却涡轮盘及叶栅,通过数值仿真研究了不同喷水量和喷水位置下的涡轮机性能。研究结果表明:轴向喷水为0.2 kg/s时,轮盘前表面的最高温度降低40.1%,后表面的最高温度降低28.6%,轮盘的最大热应力降低33.8%;轴向喷水0.2 kg/s的同时加入径向喷水0.1 kg/s,轮盘前表面的最高温度降低46.2%,后表面的最高温度降低33.8%,轮盘的最大热应力降低36.7%;在相同径向喷水量下,涡轮机的效率以及轮盘前后表面的温度和热应力与轴向方向的冷却水量负相关。所得研究结果可为水下涡轮机的喷水冷却策略提供参考。

高压注水管柱受力分析

进行高压注水管柱受力分析的目的就是根据注水条件研究注水管柱在不同过程中的各类效应,以及这些 效应对管柱产生的受力和变形规律,从而明确注水管柱的工作状态,保障注水管柱有效合理地工作。较详细地分析了 高压注水管柱在锚定、坐封以及注水3个过程中的受力状态和变形情况,并分析了高压注水管柱在不同过程中受到的 各种效应的影响,推导出注水管柱在不同过程中的应力及变形的计算公式,并给出了算例。

HATi/Ti/HATi轴对称生物功能梯度材料的制备及其热应力缓和特性

用粉末冶金法制备出ＨＡＴｉ／Ｔｉ／ＨＡＴｉ 轴对称生物功能材料（ＦＧＭ） ， 并测定了ＨＡＴｉ 复合体材料的力学性能和热膨胀系数。应用经典叠层板理论和热弹性力学理论分析了ＨＡ４０Ｔｉ／Ｔｉ／ＨＡ４０Ｔｉ 直接叠层体和轴对称ＦＧＭ 制备残余热应力。结果表明其微观组织呈对称型梯度化分布。ＦＧＭ 中间纯Ｔｉ 层具有最高的抗弯强度和断裂韧性（ 分别为９７１ ．９６ ＭＰａ 和２９ ．６９１ ＭＰａ·ｍ １／２） ， 而表面层的弹性模量最低， 只有８７ ．７１ ＧＰａ。从生物医学应用的角度看， 力学性能如此分布的生物材料正是我们所期望的。其热膨胀系数随着ＨＡ 含量和温度的升高而增大。制备残余热应力强烈依赖于组成分布，组成对称梯度化分布导致了ＦＧＭ 中残余热应力也呈现对称梯度化分布， 并降低了其表面层制备残余拉应力。

静钻根植能源桩技术及其应用

能源桩作为一种浅层地温能利用的建筑节能技术,是建筑运行阶段减少碳排放的主要途径之一.结合静钻根植桩的特点,提出静钻根植能源桩技术及施工工艺.结合实际工程,开展静钻根植能源桩的短期工况和长期工况热力试验,分析桩身温度变化、性能系数、桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力等变化规律.试验结果表明,桩身温度随时间逐渐升高,而性能系数随时间的推移逐渐降低,并最终稳定于一恒值.桩身轴向附加应力和桩侧附加摩阻力的发挥性状受桩顶、桩端约束条件的制约.短期工况试验中,桩身轴向附加应力呈中间大两头小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布存在一个零点;长期工况下,桩身轴向附加应力呈现两端大中间小的分布形式,桩侧附加摩阻力分布规律与时间、温度和约束条件等因素有关,桩身从一个零点逐渐演变为3个.研究结果可为能源桩技术的进一步推广应用提供理论参考.

轴对称功能梯度材料设计模型

采用弹性力学、复合材料力学以及计算数学的有关理论，建立起了轴对称功能梯度材料分析模型，结合这类材料实际应用背景，给出了理论模型求解的边界条件。在求解梯度层层间热应力的过程中，引入了三角级数来描述功能梯度材料层间热应力，从而得到了层间热应力的精确解，以此优化这类材料的设计与实现该类材料的成功制备。

基于啮合接触线加载负荷下双吸平衡式双螺杆压缩机轴向力的算法

针对双螺杆压缩机螺杆转子轴向力计算过程复杂且效率低的问题,在通过实例计算验证了基于啮合接触线加载负荷法与经典法计算精度十分接近的前提下,给出了基于啮合接触线加载负荷下的双吸平衡式双螺杆压缩机轴向力算法实例,强调了此法的有效性。

深水油管轴向热变形及热应力分析

深水油气田开发过程中,油管处于内部高温流体与外部环空低温流体的大温差环境中,其引起的热变形和热应力会对油管柱的设计和使用造成影响。为此提出油管热变形模型,通过热变形试验,对轴向热变形量与线性热膨胀公式计算出的理论值进行对比分析,得出在一定温差范围内,线性热膨胀公式可以用于轴向热变形量的计算,但随着温差进一步扩大,轴向热变形规律变得模糊,其应用受到限制。同时,提出热应力的计算方法,对温差80℃下的N-80油管热应力分布进行分析,轴向应力远大于径向应力,即油管热变形以轴向热变形为主,内壁处热应力达到214.5 MPa,考虑到安全系数,热应力成为影响油管强度的重要因素。

转子扭转-纵向耦合振动分析

针对某转子的模型,分析了扭转-纵向耦合振动.计算结果表明:设置转子预应力与旋转时的离心力相对应,其扭转振动频率将随预应力的增大而增大.转子纵向振动频率不受该预应力的影响,这是因为转子旋转时预应力的方向与轴线垂直.随着转子旋转时预应力的变化,扭转振动频率接近纵向振动频率,出现扭转-纵向耦合振动.

轴心受压约束钢管柱温度应力试验研究

为揭示轴心受压钢构件温度应力的变化规律,利用自行研制的专用设备,采用恒载连续升温试验方法,设13级约束刚度,3级初应力,6种长细比,对215根Q345钢管柱进行试验研究。结果表明:①温度应力是最重要的作用效应,在钢结构耐火设计与评估中必须考虑。升温后期温度应力虽下降,但此前试件已经失效。②约束刚度和长细比越大,温度应力越大,试件的破坏温度越低,反之相反;约束刚度越大,长细比越小时,温度应力-温升曲线塑性平台越长。③长细比影响试件的破坏特征:长细比较大时,破坏后侧向残余变形较大,轴向变形较小,为失稳破坏;反之相反,为强度破坏。④不同的初应力下在温升初期曲线基本重合,斜率相同;初应力越低,温度应力越大,曲线从初始重合曲线上分离越晚,反之相反。⑤随温升增大,曲线呈现4个阶段:温升较小时,温度应力与温升呈线性关系;随后应力增长变缓,呈非线性关系;温升继续增大,温度应力保持不变,试件进入塑性阶段;最后随温升增大而温度应力变小,试件失效破坏。

大型轴流压缩机焊接机壳结构特性有限元分析

在建立大型轴流压缩机焊接机壳有限元模型的基础上，对联接螺栓台阶面与上机壳法兰面之间、上下机壳法兰面之间的接触问题以及螺栓的预紧问题进行了处理，并应用有限元分析软件对模型进行了分析计算。计算结果表明焊接机壳静态下的应力和变形均在允许范围内。热一应力耦合作用下的应力分布规律及机壳整体变形结果显示，机壳直径变化处圆周上的应力变化达30～240MPa，局部超过300MPa；进气口一侧中分面法兰上的部分螺栓的应力已超过700MPa，接近螺栓材料的屈服极限（720MPa）；机壳的径向和轴向变形量分别达16mm和15．4mm。

厚壁离心管坯温度场和热应力场的数值模拟及其轴向裂纹分析

运用有限元分析软件ANSYS 8.0/Multiphysics对材质为21CrMo10钢的离心管坯,在不同工艺参数下的温度场和热应力场进行了分析。结合生产实际得出:厚壁离心管坯出现轴向裂纹的原因在于管模内壁涂层太薄、管坯横截面的温度梯度∧10℃/mm;随着管模内壁涂层厚度的减薄,钢液浇注温度的升高,厚壁管坯内壁的热应力有增大的趋势。据此进一步优化和确定了在特定情况下浇注合格管坯的工艺参数。

ITER环氧基复合材料轴向绝缘子的低温气密性能研究

采用ANSYS软件对国际热核聚变实验装置(ITER)环氧基复合材料轴向绝缘子在低温、内气压、拉伸载荷作用下的热应力进行有限元分析,并且对低温冲击、内气压冲击和拉伸压缩应力冲击性能进行实验测试。分析和实验结果表明:由于绝缘子的绝缘体与金属导体的热膨胀系数不同,由常温降到液氦温度时界面热应力是影响绝缘子气密性能的主要因素;在室温到液氮冷热循环25次后,承受4 MPa氦气内压,2000 N拉压载荷下气密性保持好于1.0×10-9Pa·m3/s,能够满足ITER轴向绝缘子的技术要求。

轴心受压约束钢柱的温度应力函数

为在火灾时准确评估轴心受压钢构件的温度应力,利用236根约束钢柱的温度应力试验数据,建立了轴心受压钢构件关于轴向约束刚度、长细比、初应力和温升4个参数的温度应力函数,其计算公式与共计32 997个实测温度应力数值点的平均相对误差为5.6%。如果将该温度应力函数嵌入钢结构分析程序,可以方便、准确地计算受轴向约束轴心受压钢构件的温度应力。

轴向约束钢柱温度应力影响因素研究

建筑结构多为超静定结构。火灾条件下,组成结构的各构件在受到不均匀温度作用时,构件内将会产生温度应力。温度应力增加了构件的作用荷载,并影响受火钢柱的稳定性,是导致约束钢柱屈服破坏的主要原因。根据文献分析,轴向约束钢柱的温度应力影响因素主要有轴向约束刚度、长细比、初应力水平和构件升温。采用试验方法研究各因素对约束钢柱温度应力的影响规律。在温度应力增长阶段,构件所产生的温度应力与构件的温度升高值之间为线性关系,温度越高,温度应力越大。温度应力随轴向约束刚度和长细比的增大而增大;初应力水平越高,温度应力值越小。初应力水平的大小不影响温度应力的增长,但决定构件何时进入塑性状态。

玻化微珠保温混凝土轴心抗压强度的试验研究

通过对玻化微珠保温混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度的测定,分析了棱柱体的破坏特征及应力—应变全曲线,并回归了玻化微珠保温混凝土的轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系式和峰值应变公式,为进一步研究玻化微珠保温混凝土以及采用该混凝土进行结构设计提供了理论和参考依据。

Gleeble-3800热模拟试验机压缩模块低应力加载试验设计

在Gleeble-3800热模拟试验机上,利用单轴压缩模块设计了一种低应力加载试验。该试验克服了Gleeble-3800试验机压缩模块低应力控制不稳定的问题,实现了固定温度下单轴低应力加载,加载力维持在-200^-500N。通过该试验可以在完成材料单轴压缩试验的同时,测得材料在低应力加载条件下的贝氏体相变过程,为在Gleeble-3800热模拟试验机上实现低应力加载条件下研究贝氏体相变过程提供了解决方案。

热油冷凝器事故原因分析

对事故原因进行了分析,提出防止类似事故发生的相应措施。

轴向柱塞泵滑靴副的热结构耦合特性

为了改善轴向柱塞泵滑靴副的耐磨损性能,建立了滑靴与斜盘摩擦副的瞬态热结构耦合模型,分析压力冲击条件下滑靴的表面温度、应力以及变形的变化规律.研究结果表明：某型轴向柱塞泵中滑靴温度随柱塞腔压力呈周期性变化,滑靴温度范围为45.5~49.8℃,且滑靴的最高温度出现在泵的吸排油过渡区.当滑靴处于泵的排油区时,滑靴的最大轴向应力为250MPa,集中在滑靴油腔与密封带之间的边缘区域.滑靴的轴向应力分层显著,引起滑靴的变形分化,其变形量为12.5~15μm,出现在滑靴的边缘.由于滑靴的输入热流密度增强磨粒的剪切力,加剧滑靴表面的微切削和挤压变形,导致滑靴表面出现条状剥落和凹坑磨损,呈现出黏着和磨粒磨损特征.