Safety estimation of high-pressure hydraulic cylinder using FSI method

Hydraulic cylinder is a primary component of the hydraulic valve systems.The numerical study of hydraulic cylinder to evaluate the stress analysis,the life assessment and the performance of operation characteristics in hydraulic cylinder were described.The calculation of safety factor,fatigue life,piston chamber pressure,rod chamber pressure and the change of velocity of piston with flow time after the beginning of hydraulic cylinder were incorporated.Numerical analysis was performed using the commercial CFD code,ANSYS with unsteady,dynamic mesh model,two-way FSI(fluid-structure interaction)method and k-εturbulent model.The internal pressure in hydraulic cylinder through stress analysis show higher than those of the yield strength.

液压泵用推力球轴承疲劳剥落原因

某台液压泵推力球轴承发生疲劳剥落现象。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、压印深度测量等方法对轴承剥落的原因进行分析。结果表明:轴承发生疲劳剥落的原因为,保持架兜孔压印部位变形量大,钢球受到过度约束,钢球与保持架发生运动干涉,最终导致轴承疲劳剥落。采用聚醚醚酮材料制造的自锁保持架替代铜实体保持架,可有效改善推力球轴承疲劳剥落的问题。

融江麻石船闸改建工程输水系统水力学模型试验研究

针对麻石船闸改建工程闸室规模大、工作水头高、水力指标要求高等问题,通过建立比尺为1:25的整体水工物理模型,对船闸输水过程水力特性、船舶停泊条件、输水廊道压力特性、进出水口及引航道水流条件等展开研究。结果表明:通过在明沟内增设消力槛、增大廊道突扩体升坎转弯半径、增加进水口面积以及降低进水口高程等优化措施,在推荐的阀门运行方式下,各项水力指标均满足规范及设计要求,研究成果可为类似工程提供参考。

水轮机组接力器锁锭系统改造优化设计分析

为解决传统水轮机组接力器锁锭系统存在的油液渗漏、操作不便、耗油量大、油缸上下腔窜油等问题,提出对现有结构采取以下措施进行整体改造优化设计:将控制阀组优化设计布置在油缸的上端盖上,采用通用型组合密封元件替代传统O形密封圈,并对油缸筒体、上缸盖、活塞杆进行了重新设计。设计改造完成后,系统结构更加紧凑,减少了管路数量,避开了对检修操作有妨碍的物体,方便设备的检修维护操作,同时降低了对环境造成污染的可能性,取得了较好的应用效果。

木京船闸输水系统进水口优化布置数值研究

船闸灌泄水时会引起闸室内水流流态不稳定,极端情况下还会扰乱自由液面流场,严重威胁船舶的停泊安全、影响船闸通航效率。受多因素影响,木京船闸目前正面临进出口水流条件恶化、闸室内往复流影响、引航道通航水流条件超标、船舶航行条件差等多重技术难题。采用RNG k-ε紊流模型对船闸输水系统进水口布置进行三维模拟,研究其水力特性、局部水流条件等,基于木京船闸输水系统进水口设计方案,详细分析讨论船闸在运行过程中的水力学关键技术问题,提出优化建议措施。结果表明:喉口宽度和布置顺序显著影响进水口水流流态,通过改变喉口宽度与间距可有效改善进水条件、稳定水流流态,改善进流不均的问题。

西津二线船闸输水系统水力特性原型观测

输水系统是船闸的重要组成部分之一,西津二线船闸是西江航运干线中的重要通航枢纽,为确保西津二线船闸能够安全高效运行,试通航前,通过在闸室、阀门井、检修门井、上(下)闸首人字门前后和上游引航道等部位布置水位计,各输水阀门及人字门有杆腔、无杆腔布设油压传感器,对船闸输水系统水力特性、阀门启闭特性及人字门启闭特性进行综合监测、调试与分析,提出合理的运行方式。结果表明:在推荐的运行方式下,惯性超高(降)基本控制在0.10 m之内,大幅改善人字门及活塞杆受力条件,保障船闸的安全运行和高效通航。

基于模糊逻辑的电子液压制动系统防抱死控制

随着汽车技术不断发展,电子液压制动系统(EHBS)在汽车制动系统中的应用越来越广泛,但在急刹车时,由于车轮与路面之间的摩擦力过大,很易导致车轮抱死,从而影响制动效果和驾驶安全性。为解决这一问题,文章基于模糊逻辑控制方法,提出一种电子液压制动系统的防抱死控制策略。文章通过分析车辆制动过程中的物理特性,建立电子液压制动系统的数学模型。然后,根据车辆的实时制动状态和路面摩擦系数等信息,设计一套模糊逻辑控制器。为验证所提出的防抱死控制策略的有效性,进行一系列的仿真实验。结果表明,所设计的模糊逻辑控制器在不同驾驶条件下实现良好的防抱死效果,且具有较高的稳定性和鲁棒性。此外,与传统PID控制方法相比,基于模糊逻辑的防抱死控制策略在制动性能和驾驶安全性方面具有更好的表现。

大温差环境下某特种车辆液压锁紧回路故障分析

通过对某特种车辆液压锁紧回路在大温差环境中的故障现象进行分析,建立计算模型并设计试验工装进行实装验证,结果表明:在大温差环境下,液压锁紧回路内流体介质压力变化明显,当处于温度上升段时,回路内压力会超过双向液压锁最大开启压力,与该回路设计值相比差值较大。最后,提出大温差条件下该故障的解决措施,试验验证了增大液压锁控制比或手动降低锁紧回路油压的方式能够解决该故障,对工程设计与应用具备一定的参考性。

紫坪铺水电厂水轮机组接力器锁锭装置技术改造

接力器锁锭装置是水轮机接力器的一个重要部件,投入接力器锁锭装置常作为一项最重要的安全措施,在水轮发电机组检修过程中防止机组突然转动,以达到保障检修工作人员人身安全的目的。接力器锁锭装置的工作可靠性直接威胁检修人员的人身安全。笔者将从紫坪铺水电厂接力器锁锭装置的运行现状、存在缺陷等角度出发,积极研究对策,提出技术改造方案,解决锁锭装置连接管路渗油的问题,提高接力器锁锭装置的工作可靠性,有效保障检修人员的生命安全。

电子趾端压裂滑套的研制与试验

趾端压裂滑套代替连续管射孔用于水平井首段压裂施工具有较高的经济效益。针对常规趾端滑套难以满足开启压力窗口范围较窄的油气井首段压裂问题,研发了一种电子趾端滑套。采用特殊设计的低成本锁定与开启控制系统,通过定制的压力波形实现远程触发开启,可以有效避免滑套在施工过程中与压力相关的风险,开展了电子趾端滑套结构及功能设计,并对其压力信号采集精度、整体能耗和开启性能进行了地面测试。研究结果表明:压力采集精度受密封件摩擦影响,在50 MPa以上高压时,采集压力与实际压力差值稳定在3 MPa左右;电子趾端滑套在150℃环境下持续工作电流只需9 mA,整机能耗为216 mA·h/d;在地面试验中,电子趾端滑套能够成功识别压力波形信号并解锁电磁式液压锁,试验最高压力达到98 MPa。研究结果可为深层、超长水平段油气开发提供选择。

基于光纤光栅的液压锁紧装置结构监测系统设计

针对在FPSO例行检查中发现液压锁紧装置焊缝处存在不同数量的横向和纵向裂纹问题,以南海某STP型FPSO为例,研发一套液压锁紧装置结构安全监测系统。基于对目标FPSO液压锁紧装置的结构强度分析,确定等效应力,校核结构强度并确定主应力较高的关键结构节点,结合自身和南海作业的其他FPSO作业检验历史情况,确定传感器安装位置,对液压锁紧装置运维期间的状态进行监测,全方位了解其在环境载荷作用下的结构响应状态,并对安全风险及时预警。

深水采油树井口液压连接器的设计

设计一种基于18-3/4"H4型面、69 MPa井口压力的液压驱动锁块式连接器,通过有限元方法分析锁紧型面过盈量对锁紧峰值压力、连接器预紧力的影响,预紧力与锁紧峰值压力之间的关系,以及VX钢圈在失效负载条件下的密封性能,并对相关分析结果进行测试验证。分析及测试验证表明,在过盈量可调范围内连接器预紧力与锁紧峰值压力为线性关系,可通过锁紧峰值压力的大小有效评估预紧力;有限元分析结果可为连接器的调试作参考;连续的环状接触压痕是钢圈密封的必要条件,密封面的材料及加工质量是建立密封的关键因素;连接器在69 MPa+1300 kN+11000 kN·m负载条件下功能、结构及密封性能良好。连接器搭载采油树在南海相关油气田得到成功的示范应用。

集成液压阀的试验台油缸设计

在设计40 000 kN液压支架试验台时,其外加载油缸需要配套液控双向锁、安全阀、压力表等液压系统部件,但由于试验台外加载油缸安装空间限制,这部分液压阀与连接胶管无法合理布置。如按照传统的液压阀和油缸布置结构,在试验台运行过程中,会导致液压阀和试验台机构的干涉,损坏液压阀。为此,设计了一种集成液压阀的试验台油缸,该油缸具有设计合理、结构紧凑、方便移动、安全性强的优点。

跨铁路钢箱梁顶推施工与自锁式夹轨器的应用

常州市奔发路工程跨越既有京沪铁路、沪宁城际铁路桥梁为钢箱梁结构,采用顶推法施工。首先介绍了跨铁路钢箱梁的总体布置、结构设计,重点介绍了钢箱梁顶推施工总体方案、施工步骤,并对顶推施工过程中钢箱梁、导梁、支架的强度、变形及稳定性进行了详细计算分析。自锁式液压夹轨器作为顶推反力架及后锚固装置应用于桥梁顶推施工,介绍了液压夹轨器的工作原理、工作步骤及应用情况。

某枢纽船闸输水廊道移动式液压模架施工技术的研究与应用

在某大型枢纽船闸输水廊道施工过程中,提出了一种具有施工速度快,浇筑后的廊道尺寸精准、通用性强、周转次数高、施工成本低、安全系数高等优点的船闸输水廊道移动式模板支架系统,对传统台车结构进行优化,使其更加适宜不同尺寸船闸输水廊道、达到简化施工工序,减少耗材,收缩工期的效果,加快了现场施工速度,确保施工进度满足计划要求,可在类似工程施工中推广应用。

三里坪电站进水蝶阀控制系统技术改造

三里坪电站原进水蝶阀控制系统由于设计、制造不合理,导致进水蝶阀操作拒动、锁锭投退异常、故障排查难度大等,给安全生产带来极大的隐患。通过采用最新控制系统、增设各类故障信号、优化系统闭锁条件、改进电气及液压控制回路等对进水蝶阀控制系统进行技术改造,大大提高了整体安全运行的可靠性。

桃源水电站船闸输水门高水头不能开启分析及处理

船闸输水廊道工作闸门是完成闸室充泄水的重要金结设备设施,其在船闸通航过程中对闸室进行充泄水从而满足通航需要,它直接关系到船闸正常运行。以桃源水电站船闸输水廊道工作高水头不能开启问题为研究对象,分析不能开启的原因,提出改进建议和措施。

液力传动汽车动力系统共同工作特性建模分析

变矩器的闭锁工况是液力传动系统的共同工作的重要组成部分,直接影响传动效率。针对液力传动汽车传动系统共同工作特性和闭锁点进行分析。对发动机外特性进行分析,建立柴油机的数学模型,通过对实验数据的分析,获取数学模型的拟合曲线;对液力变矩器的变矩性能进行分析,并建立其数学模型;对动力传递系统的共同工作特性进行分析,运用最小二乘法建立共同工作的数学模型,包括输入和输出特性;根据传统闭锁理论,对闭锁式液力变矩器的闭锁点进行分析;根据数学模型,基于AOVAT搭建动力传递系统的分析模型,对工作特性进行分析;基于实车测试,对发动机和液力变矩器的共同工作特性及闭锁特性进行分析,并与机械传递系统进行对比。结果可知:动力系统的数学模型可由多项式拟合;在四档时即最高档时,在闭锁点后两种传动状态下牵引力变化值最小;通过液力变矩器的输出特性曲线,与闭锁机械工况的曲线交点,获得闭锁点的转速;研究系统为1336r/min,模型分析为1317r/min,实车测试为1302r/min;三者误差小于3%,表明分析方法和结果的准确性,为此类设计提供参考。

内河船闸水工结构参数化建模系统开发应用

利用BIM技术的参数化建模优势特点,研究开发出一套适用于内河船闸水工结构模型的设计系统。系统由包含模型创建、自动化布置及快速修改等功能的29个子模块组成,通过符合设计流程的软件架构,解决了平台软件专业化程度不足、建模效率低下、模型质量难以保证等问题。系统成功应用于实际项目中并得到检验,效果良好,具有广阔前景。

水下液压连接器性能试验

针对水下液压连接器的性能及结构特点,进行水下液压连接器性能试验,包括FAT试验、锁紧装置试验、密封装置试验及PR2性能鉴定试验。建立水下液压连接器PR2性能鉴定试验系统,验证了水下液压连接器的锁紧/解锁、密封的可靠性;模拟连接器使用工况及极限承载情况,获得连接器的性能数值,为工程应用提供依据。