上跨运营铁路双层简支钢桁梁桥节点构造对比分析

为研究钢桁梁桥节点处支管之间构造差异对结构静力性能的影响,以蒸汽管网双层简支钢桁梁跨越铁路工程为例,节点处支管构造原则存在一定的差异,通过建立Midas整体模型,对支管分离与支管搭接两种不同节点构造情况进行对比,分析杆件受力性能的差异。结果表明,支管分离与支管搭接对支点附近节点斜腹杆影响较大,支管分离时,下弦杆节点斜腹杆应力最大达262 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大85 MPa;上弦杆节点斜腹杆应力最大达279 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大66 MPa,不满足主+附荷载组合作用下拉杆容许应力260 MPa的要求,需进一步提高支点处斜腹杆的杆件尺寸,以满足规范要求。通过对比节点构造差异对结构静力性能的影响,有助于合理优化结构杆件设计,为类似工程提供参考。

分支管流固耦合振动的频域解析解

利用拉氏变换,把时域流固耦合14方程模型变换到频域,对频域方程进行推导,得到12个一元四阶常微分方程和2个一元二阶常微分方程,对其求解,得到了直管的频域解析解。然后结合分支点的平衡条件以及分支管的边界条件,求解得出任意形状分支管的频域解析解。最后,对结果进行仿真计算,利用英国Dundee大学Tijsseling教授的实验结果对计算结果进行验证,并对不同形状的分支管进行了仿真计算。

月牙肋岔管三维参数化设计方法研究

针对目前月牙肋岔管设计过程较复杂繁琐和初始设计方案不明确等问题，提出了高效的月牙肋岔管三维参数化设计方法，采用FORTRAN程序语言依据《水电站压力钢管设计规范》（ SL 281-2003）形成岔管初始设计方案，据此将岔管相关设计参数导入CATIA设计平台中，进行三维参数化设计，结合有限元分析平台进行结构分析和优化，并开展了结构响应影响因素及其规律研究。为提高岔管结构分析计算精度及获得具有良好安全性和经济性的设计方案，根据研究结果提出以下建议：①主管和支管端部均可取轴向约束，计算模型范围需取5倍公切球半径以上；②岔管分岔角可取75°~80°，月牙肋厚度可取至管壁厚度2倍以下。

考虑流固耦合的任意支撑和分支角度三通管阻抗计算方法

计算分析任意支撑和分支角度三通管轴向和横向声阻抗和机械阻抗,为管路系统噪声预报和声学优化提供支撑。首先建立直管段14方程流固耦合模型,利用拉氏变换并对方程进行推导,得到直管段14个参量频域解析解。然后结合分支点的平衡条件和边界条件,得到任意支撑和分支角度三通管的最终解,在此基础上,利用阻抗计算公式结合不同的参数解,求得三通管1个声阻抗和6个机械阻抗值。最后,通过试验验证计算方法正确性,同时对不同支撑和分支角度的三通管阻抗特性进行计算和分析。

双侧分支结构管道内粉尘爆炸传播规律

为探究粉尘爆炸在工业除尘管网中的传播规律,基于1 m^(3)粉尘爆炸测试系统和自主设计的双侧分支结构管道,对双侧分支结构管道内玉米淀粉爆炸火焰传播速度和超压峰值的变化规律展开研究.实验结果表明:三种粉尘质量浓度下,火焰在主管道内的传播速度随传播距离增加均呈持续上升趋势,双侧分支结构对火焰传播具有弱化作用,且距离点火端越近,弱化作用越显著;双侧分支结构的安装位置会影响管道内超压峰值,其在距离点火端较近时呈持续衰减趋势,距离点火端较远时呈先快速下降后上升再缓慢衰减趋势.以上研究为除尘系统的防爆设计提供参考和依据.

构皮滩水电站尾水调压室底部岔管体型优化

构皮滩水电站5台水轮发电机组中有4台机组采用2台机组共用一尾水调压室的布置方式,鉴于尾水调压室底部原设计采用矩形交汇的体型致使水流状态紊乱,导致水头损失较大。为此,应用最新的CFD技术对岔管体型进行优化先确定设计方案,然后进行了模型试验,并对数值计算和模型试验结果进行了对比分析,为工程设计提供了科学的依据。

耐热聚乙烯管材料的支化结构研究

通过核磁共振碳谱、动态流变仪、差示扫描量热仪等对基本性能指标相近的国产和进口耐热聚乙烯(PE-RT)管材料的支化结构进行了研究。结果表明:国产和进口PE-RT管材料熔体流动速率和密度相当,力学性能接近,国产料刚性稍高,韧性略低,相对分子质量略低,相对分子质量分布略宽。与进口料相比,国产PE-RT管材料的共聚单体含量低,平均乙烯序列长度略高,平均丁烯序列长度略低,导致其黏流活化能低于进口料的。国产料高温熔融峰峰温较高。

水电站高压岔管多节锥管过渡段的几何构形设计方法

由于目前对高压钢岔管多节锥管过渡段的构形设计方法从整体上看不具有控制性的几何曲面构形，为此本文提出以单叶双曲回转面为多节锥管过渡段的近似曲面来进行构形的方法．

任意分支管路流固耦合振动计算方法

基于分支结合部的力平衡及流体连续条件,建立了分支管道的传递矩阵通用表达式。基于吸收传递矩阵的思想,推导了含有任意分支的输流管道计算方法,并通过试验验证了该方法的正确性。经多种分支角度和位置的计算分析,研究了分支管件对管道流固耦合振动特性的影响,发现分支管角度及位置的变化对管内流体压力波的影响大于其对管道结构振动的影响,分支角度的变化对管道结构振动和管内流体压力脉动的影响具有一定的选择性,而分支位置的变化对管道的影响较为复杂。

水下应急封井装置内部冲蚀磨损数值模拟

水下应急封井装置是一种应急抢险设备,用于水下井控失败后的抢险救援。为了解水下应急封井装置在不同工作状态下的磨损情况,对不同工况下应急封井装置的内部流动进行了CFD数值模拟。通过分析5种工况下内部管道的磨损率分布,确定磨损较严重的位置,并对其结构进行了优化。分析结果表明:主垂直管开启(工况1和工况2)时,最大磨损率较小,磨损主要分布在主垂直管的分流孔附近;主垂直管关闭时,最大磨损率明显增大,磨损严重的位置位于直角管下游管道外侧壁面,以及直角管内侧拐角处;将直角管结构改为盲三通可以显著减小该处的磨损率。所得结果可为水下应急封井装置的结构设计和优化提供一定参考,有助于加快我国水下应急装备的研究进展。

排气二分管罩的结构动态特性分析与改进

针对某汽车发动机表面噪声辐射源之一的排气二分管罩,在ANSYS中建立了有限元模型并进行相应分析,分析结果与实验模态分析结果基本一致,这表明所建立的有限元模型可用于管罩的结构动态特性分析.并利用此模型,研究了管罩的结构参数、结构形式和相对应的管罩振动模态之间的关系,提出了最优的结构修改方案.改进后的分析结果表明排气二分管罩的自振频率明显提高,振动噪声得到有效抑制.

管道支管连接补强及计算

管道设计中,支管连接方式的确定为管道设计重要内容。主要探讨在不能选用标准管件、需要通过焊接支管连接时,焊接支管补强形式的确定及补强面积计算。同时综合ASME、GB、SH标准对管道补强的相关规定,对焊接支管连接及补强计算中需要考虑的其他因素做了阐述。

某水电站高压钢岔管三维有限元计算

基于有限元数值分析,建立岔管三维有限元模型,能够反映岔管在高内水压力作用下的整体应力及局部应力状态,能较为精确完整地反映钢岔管运行期的实际受力情况。以新疆某水电站高压钢岔管为例,采用AUTODESK软件建立模型导入有限元软件,修改后生成几何模型及有限元模型,采用壳单元进行模拟计算,取得了较为合理的成果,对于同类钢岔管的建模及计算有一定的参考意义。

跑马坪水电站高水头岔管结构优化与仿真分析研究

跑马坪水电站为高水头电站,电站设计水头610 m,岔管为地下埋藏式钢岔管,岔管HD值约为1 512 m^2,其结构的安全性非常重要。为确保岔水力条件和受力条件好,结构安全可靠,设计进行了优化研究,并进行了三维有限元仿真分析,钢岔管应力状态变形状况良好,经过11年的安全运行,也验证了其结构安全及合理性,可咨以后类似工程借鉴。

基于欧盟压力容器规范的月牙肋钢岔管三维设计

针对涉外工程要求采用国外标准设计水电站钢岔管的需求,按照欧盟BS EN13445压力容器规范对老挝某水电站高水头月牙肋岔管进行了体形和结构设计。利用CATIA三维设计平台上开发的月牙肋岔管模板建立包含三个岔管的整体模型和含闷头的岔管独立模型,分别用有限元法模拟了正常运行和水压试验两种工况下的岔管结构应力分布,并按照弹性应力分类和评价标准进行复核。最终岔管设计采用了欧盟BS EN10025-6规范中的S690 QL高强钢,岔管最大管壳厚度64 mm,月牙肋厚度120 mm。有限元数值分析、工厂水压试验和工程运行情况都表明该设计是安全、经济的,设计方法可供类似工程设计和研究参考。

充液分支管流固耦合振动及功率流分析

充液分支管中存在强烈的流固耦合现象。传递矩阵法通常适用于链式结构,论文将管路流固耦合传递矩阵转换为阻抗矩阵,利用分支节点处位移、力、管内流体及声压4个连续性边界条件,通过坐标变换,建立整体坐标系中分支管流固耦合计算模型。对比FEM商业软件计算结果,进行分支管流固耦合振动及功率流计算方法验证。计算结果表明:论文采用的阻抗综合计算方法,过程简单,结果精确;在分支管节点处,弹性波功率流会发生波形转换,使激励力输入功率流转换为面内其它波形的功率流。

巴基斯坦Daral Khwar水电站钢岔管设计

近年来我国不断承接国际水利水电工程总承包项目,但在实施过程中相对于国内工程,由于国情、技术规范和合同条款等方面的原因经常造成诸多设计上限制.巴基斯坦Daral Khwar水电站的非对称月牙肋钢岔管体型复杂,先采用结构力学按概率极限的原则对钢岔管进行初步设计,再用有限单元法复核其强度和刚度,经过完整严密的设计论证实现设计优化,最终得到咨询工程师和投资方的认可.为以后类似项目积累了经验,具有一定的实践意义.