某分离螺母壳体裂纹产生原因分析及结构改进

针对某分离螺母发火后壳体上端面产生裂纹的问题,对分离螺母的作用过程进行了仿真,分析了裂纹产生原因,提出了改进措施,并对其有效性进行了验证。结果表明:由于解锁过程中,分瓣螺母轴线与产品轴线的相对位置发生偏移,并且内筒活塞也发生偏转,造成结构间冲击载荷传递不均匀,从而导致壳体上端面锥台根部局部位置受冲击过大而出现裂纹。通过增大内筒活塞对分瓣螺母的接触长度和径向约束,能够改善壳体上端面锥台根部受力不均的问题,从而减少裂纹产生。

含裂纹缺陷的预扭壳结构非线性振动特性研究

基于扩展等几何方法和一阶壳体剪切变形理论建立了含裂纹缺陷的功能梯度预扭壳结构的非线性振动控制方程。控制方程中考虑了预扭壳结构的预扭角度及几何非线性,应用扩展等几何方法,采用反映位移变化的富集函数来描述裂纹的位置及长度,一方面可以提高计算精度,另一方面可以避免在裂纹处的网格加密,提高计算效率。采用了直接迭代法求解非线性振动控制方程。通过与现有文献结果对比,证明了本文方法的正确性和稳定性。在此基础上,探究裂纹对功能梯度预扭壳结构非线性振动频率的影响,研究了预扭角度、裂纹位置及长度和材料的功能梯度指数等参数对预扭壳非线性振动特性的影响规律。

裂纹位置对推进剂贮箱壳体失效评定曲线的影响研究

为获取准确的临界裂纹尺寸2c_(c)以实现可重复使用推进剂贮箱LBB设计及评定,构建了2种裂纹类型5组典型裂纹位置的贮箱壳体失效评定曲线(FAC),并分析了裂纹位置对FAC的影响。结果表明:随着裂纹从圆柱段中心向封头移动(y的增加),2种裂纹类型壳体极限载荷PL均先保持不变,再显著增加,最后小幅增加,FAC总体上逐渐升高,壳体的安全性增加。工程上采用选择1和选择2曲线确定的临界裂纹尺寸2c_(c)仅能对极少数的载荷工况下特定裂纹位置的贮箱壳体进行准确的LBB分析。建立裂纹位置相关的FAC,可以提高贮箱壳体的结构完整性。

基于涂层技术的薄壁止裂试验研究

工程薄壁结构长期受到交变载荷作用,产生疲劳裂纹且多为贯穿性裂纹,进而导致修复困难和工程中不能替换问题,因此提出一种涂层技术对薄壁结构修复和止裂。制作与实际工程相关的薄板试验件,并预置裂纹。试验件在振动试验台做1阶弯曲共振状态和基础激励为10g的激励试验,直至出现微裂纹。采用双面喷涂方法对试验件进行NiCrAl涂层和NiCrAl过渡层+ZrO_(2)功能层复合涂层两种涂层设置修复裂纹,并重复激励试验。对比试验件涂层前后的裂纹扩展时间和扩展速率,分析NiCrAl涂层和ZrO_(2)涂层对带裂纹薄板试验件裂纹扩展的影响。验证涂层对薄壁板件的止裂效果。

超重力试验大楼主机厅钢-混凝土组合网壳结构分析

超重力离心模拟与试验装置主机厅屋盖采用三向网格型单层网壳和钢筋桁架楼承板共同组成的钢-混凝土组合结构。本文利用不同有限元分析软件,重点分析了结构整体稳定性、节点承载力和刚度以及混凝土裂缝等问题,探讨组合网壳结构设计问题。使用MIDAS/Gen软件,分析了不同约束条件下的屋盖稳定性,发现下部结构转动约束对网壳稳定性有较大影响,而平动约束影响较小。利用ANSYS软件实体建模,进行了节点有限元分析,证明鼓形节点能够满足“强节点,弱构件”要求,同时刚度可以达到刚接节点要求。利用ANSYS软件SOLID65混凝土单元,分析了屋盖混凝土的内力分布,借助理论公式计算了裂缝宽度,结果显示无论降温或升温工况裂缝宽度均能满足规范要求。本文采用的分析方法和得到的结论,可供类似工程参考。

潜艇锥柱结合壳焊趾表面裂纹疲劳寿命计算

随着潜艇用钢屈服强度的不断提高 ,潜艇耐压壳体的直径及锥壳的半锥角的不断加大 ,潜艇耐压壳体锥柱结合壳连接焊缝焊趾处的疲劳寿命已越来越受到设计人员的重视 ,但目前还没有可靠的设计方法可以遵循。针对潜艇锥柱结合壳连接焊缝处的受力特点为压弯组合应力 ,在分析了平行于裂纹面的应力、曲率的约束以及液楔的作用对潜艇焊趾表面裂纹疲劳寿命的影响进行分析后认为 ,潜艇锥柱结合壳焊趾表面裂纹疲劳寿命计算可以采用对压应力进行修正的应力强度因子计算模型。本文给出了对压应力进行修正的应力强度因子计算式 ,在此基础上提出了一套能考虑焊趾处应力集中以及焊接残余应力等影响的受压弯应力焊接结构焊趾裂纹疲劳寿命计算方法。对初始表面裂纹形状和大小对疲劳寿命的影响进行了系列计算。计算结果表明 ,本方法预报出的疲劳寿命与实验结果在量级上是吻合的 。

FAU—BEA核-壳结构沸石复合物及其对枯烯的催化裂解作用

通过将表面改性的FAU沸石加入到合成BEA的反应混合物中，经水热晶化，制备了以FAU沸石为核、以纳米多晶BEA沸石为壳的新型双微孔沸石核-壳催化材料。NH3-TPD测试表明，实验合成的沸石复合物弱酸位较对应的机械混合物降低约23％，而中强酸位则增加了约25％。N2吸附-脱附实验表明，在沸石复合物中产生了一种新的介孔结构，其孔容为0．14～0.17cm3／g。该材料新的表面酸性和新的孔道结构对枯烯催化裂化具有较高的活性，当反应温度在250～325℃之间，枯烯在沸石复合物上的转化率较在对应的机械混合物上的转化率高约30％。

铸轧辊表面裂纹的萌生及扩展机理

对某厂生产中实际使用的铝板铸轧辊辊套进行解剖,采用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等对表面裂纹和试件断口形貌进行观察。采用X射线衍射仪对裂纹中铝的化合物属性进行测量,分析铝液对铸轧辊辊套表面裂纹形成及扩展的影响;采用金相显微镜对辊套表面及内部金属组织进行对比观察,分析高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织性能的影响。结果表明:辊套表面裂纹起源于机械加工产生的微缺陷,铝液对铸轧辊表面腐蚀作用很小,但是渗入到裂纹中的铝液凝固氧化后,相当于在辊套表面金属中嵌入高硬度的杂质,在轧制过程中复杂应力作用下将加快裂纹的扩展速度;高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织的影响不大。

激光辐照下充压柱壳热断裂的可能性分析

采用3维实体单元来模拟激光辐照下充压柱壳的应力和应变分布,在光斑边缘采用棱锥单元来处理过渡区,分析了柱壳裂纹萌生的可能位置和条件。通过计算发现:外热源加载的柱壳在时间较短、内压足够大时,裂纹可能会在光斑边缘处产生并扩展开来;在功率相同的条件下,小光斑辐照时易产生裂纹,功率密度相同时,大光斑辐照下易产生裂纹,说明柱壳破坏的一个因素取决于功率密度;柱壳在不同时间,应力与抗拉强度之比分布不同,过光斑中心的柱壳母线上的环向应力在柱壳裂纹的萌生中起主要作用。

PC多梁式梁的横向受力非线性分析

为研究破坏全过程中预应力钢筋应力变化、主梁和横隔板裂缝发展及其对荷载横向受力分布的影响,建立PC多梁式梁的计算模型,利用弥散裂缝模型等来描述混凝土的材料非线性性能,根据PC多梁式梁的结构受力机理和受力特点,设计了中载加载和偏载加载工况,并对横向受力性能指标进行相应的计算分析和综合评价.研究表明:建立的PC多梁式梁力学计算模型是正确的,主梁和横隔板开裂顺序与荷载布置方式有关,中载作用下横隔板先于主梁开裂,偏载作用下主梁先于横隔板开裂;横隔板开裂削弱整体横向联系,使主梁协同受力性能减弱,荷载横向分布趋于不利变化;预应力钢筋应力在结构处于弹性阶段增长缓慢,其后应力迅速发展直至屈服.

准噶尔盆地南部四棵树河地区新近系龟壳状结构石膏脉的发现及成因

原生的石膏脉通常呈层、片状分布,在准噶尔盆地南部四棵树河地区野外地质考察中发现有龟壳状结构的石膏脉晶体。通过对周边地区露头实测、探勘、取样及盆地腹部钻井取心资料分析,结合前人研究成果,对龟壳状结构石膏脉形成的古环境背景、盆内沉积证据、龟裂成因和充填石膏成因进行系统研究。准噶尔盆地在三叠—新近纪为内陆浅水湖盆沉积,南部山前地区新近系沙湾组发育辫状河三角洲相和湖泊相,岩相古地理特征受湖平面升降及构造综合控制。研究区发育大量红层沉积,盆地岩石的"先成岩、后胶结"为龟壳状结构石膏脉形成提供了必要条件。综合认为,龟壳状结构石膏脉的形成可能是经"两期盐湖、四个阶段"的作用而成,主要分为一期盐湖作用的原始状态阶段和龟裂状态阶段、二期盐湖作用的龟裂注溶盐水状态和龟裂充填石膏状态。龟壳状结构石膏脉的发现可推测盆地腹部存在天然储层裂缝改造区,为预测有利区带提供地质依据,并对中国西北地区新近纪干旱沉积环境指示具一定参考意义。

煤层倾角对采动裂隙演化规律的影响

采用理论分析和数值模拟研究了不同倾角煤层开采的空间结构特征,通过计算煤层倾角分别为0°、30°、45°和60°时垮落带、裂隙带最大高度,得出不同倾角煤层开采的围岩破坏和裂隙发育状况。结果表明:随煤层倾角增大,矿压显现特征明显位置靠近煤层倾向方向的上部,非对称"壳体结构"的整体破碎范围变小、局部破碎程度加剧,破坏形态由单一的倾斜砌体结构破坏演变为伴有反倾斜砌体结构的综合破坏,垮落带和裂隙带的范围变小,最大高度降低;数值模拟和理论分析对应模型的"两带"最大高度偏差率为1.5%～7.6%。

新疆杏核破壳最佳截面的探讨

通过对新疆杏核形状结构的定义,对其结构物理特性进行分析研究,发现其核长、核宽、核厚及其之间不应仅为简单的线性关系,而可近似为关于横、竖、纵三椭圆截面对称的壳体,作为具有椭圆截面的异形薄壳壳体来研究。同时设定该壳体所受破壳压力大小一致、均匀分布,在弯矩公式中引入回转半径,简化计算;进行分析探讨其综合应力和危险截面;通过统计验证,最终得出结论:杏核破壳的最佳截面为杏核所具有的最大应力截面,即椭圆截面的最小回转半径处。

ZSM-5/Y核-壳复合分子筛的合成、表征及其催化性能研究

以ZSM-5前驱体为硅源,采用水玻璃和硫酸铝、偏铝酸钠、水玻璃为铝源和硅源,经两步晶化法合成出核-壳MFZ(MFI-FAU-Zeolite)复合分子筛;通过XRD、SEM、FT-IR、NH_3-TPD等表征手段,对MFZ复合材料的结构、酸性和形貌进行了研究;考察并分析了MFZ复合分子筛在异丙基苯裂解反应中的性能,及其酸性与孔结构在反应中的作用。结果表明,MFZ复合分子筛强、弱酸的比例优于Y与ZSM-5的机械混合物,说明MFZ复合分子筛不是单纯的机械混合物,其弱酸量相对增多,强酸量相对减少而发生的协同作用有利于提升裂解反应过程中的抗结焦能力,从而延长了自身使用寿命。

混凝土本构模型在基于分层壳建模的RC板壳极限荷载分析中的对比

为明确Abaqus中混凝土弥散开裂模型(SCCM)与塑性损伤模型(CDPM)在基于分层壳单元建模的Reinforced Concrete (RC)板壳结构静力极限承载能力分析中的适用性和合理的参数取值,在对两种本构模型基本特性阐述的基础上,以两块RC板和一RC双曲冷却塔为例,分别采用两种本构并配合不同参数进行计算.结果表明:Abaqus中的弥散开裂模型和塑性损伤模型均可用于基于分层壳单元建模的RC板壳结构静力极限承载特性分析;弥散开裂模型中不同拉伸硬化参数TS值对结构的开裂荷载无影响,但对钢筋屈服和破坏极限两种状态时的荷载和位移影响较大,两者一般随TS值的增加而增大,且此影响程度还与结构形式和配筋率有关;弥散开裂模型与塑性损伤模型所得结果的差异主要表现在开裂后;弥散开裂模型取TS=10时所得结构荷载位移曲线与塑性损伤模型一致性较好,但由于塑性损伤模型的极限应变更大,其所得结构延性更好,可更好地模拟RC结构的极限承载特性,而TS=10的弥散开裂模型对部分结构无法获取钢筋屈服后的完整破坏过程,需提高TS取值才可实现.

裂缝边缘凸起变形对带裂缝柱形薄壁结构应力强度因子的影响初探

为避免采用阶段策略时模型简化可能导致的柱型薄壁结构中裂缝边缘有凸起变形时应力强度因子的计算误差 ,分析了采用该方法 ,柱型薄壁结构裂缝边缘有无凸起变形时二维与三维模型所得应力强度因子的特点和局部模型尺寸对应力强度因子的影响。结果表明 :1)裂缝边缘有无凸起变形时应力强度因子有很大差别 ,裂缝半长为 133 4mm时 ,三维模型裂缝边缘的径向凸起变形为 4 1mm ,应力强度因子为 4 4 99MPa·mm1/ 2 ,是无凸起变形时应力强度因子 (194 9MPa·mm1/ 2 )的 2 3倍。 2 )裂缝较短 (13 34mm)时 ,二维与三维模型得到的应力强度因子十分接近 ;裂缝越长 ,差别越大 ,因而不能忽略。 3)局部模型尺寸不同时 ,三维局部模型与三维整体模型得到的应力强度因子几乎相同 ,都与理论值十分接近 ;但对二维模型应力强度因子的影响较大 ,虽然 1/ 8弧长二维局部模型的计算结果比 1/ 4弧长的更加接近三维模型的结果 ,但仍不准确。所提出的分析方法可应用于类似的复杂结构。

裂纹损伤柱壳刚架结构的弹塑性分析

从裂纹损伤结构的整体系统弹塑性分析出发，以一具有周向穿透裂纹损伤的圆柱壳门形刚架结构作为研究对象，利用理想化结构单元，分析了裂纹损伤直至裂纹扩展对结构的影响，探讨了理想化结构单元用于结构分析的适用范围及精度。

基于核桃特性分析的核桃破壳装置设计

针对核桃加工过程中存在的人工破壳效率低、成本高等问题,分析了核桃的物理特性,探究了核桃挤压破壳的影响因素,得到核桃的最大破壳应力为580 N。在此基础上,设计了一种气动式核桃破壳机,并利用复动式气缸的特点实现了高效破壳。设计了核桃破壳机的总体结构和关键部件,并开展了验证试验,结果表明,在破壳气缸单个行程耗时2 s条件下,核桃高露仁率和一次破壳率分别为91. 5%和90. 7%,处理量为108 kg/h。此设备可为核桃破壳的规模化发展提供借鉴和参考。

复合材料开缝柱壳压缩屈曲分析与试验

通过试验测量了复合材料开缝柱壳在轴压作用下的屈曲性能,得到其发生屈曲的临界载荷和后屈曲之后的破坏载荷。建立了开缝柱壳的有限元模型,利用Hashin失效准则和特征值法分别进行静强度分析和线性屈曲分析。将有限元一阶屈曲载荷与试验屈曲载荷和静强度破坏载荷对比,有限元结果和试验结果吻合较好。试验表明,开缝柱壳在加载过程中经历了线弹性压缩、线性屈曲、后屈曲3个阶段,最终结构发生屈曲破坏。开缝周围最先发生变形,整个结构屈曲变形较复杂。结构在线性屈曲以后仍能继续承载,发生了后屈曲。研究结果表明,保持缝的长度不变,屈曲载荷随缝的宽度的增加而减小,保持缝的长和宽不变,柱壳长度改变对结构刚度几乎没有影响,增大45°铺层角度也会降低开缝柱壳的屈曲载荷。

超前锚固是安全施工的最佳选择

本文根据国内外煤炭矿井和其它地下工程地质条件不断恶化的趋势,针对工作面塌落造成的危害,从岩石力学的观点出发,探索出用超前锚固控制岩体的变位的方法,是防止塌落的最佳选择。通过成功的工程实例,初步论证了超前锚固的必要性和可靠性,对锚杆加固机制做了充实.在此基础上,为超前锚固提供了一种效益高,“全天候”、“全方位”的新型锚杆。