异形钢箱拱肋吊装施工力学分析与吊耳优化设计

针对异形钢箱拱肋在吊装施工过程中的力学分析和吊耳设计问题,以京雄高速永定河特大桥为工程背景,建立异形拱肋节段在吊装施工中的有限元模型,根据约束点反力最小原则对模型边界条件的施加方案进行分析和比选,计算出拱肋节段的吊带张力。进而推导吊装角度的计算公式,通过吊带张力和吊装角度确定出吊耳的设计荷载后对吊耳结构进行尺寸优化,并对优化后吊耳结构和拱肋结构进行了强度分析,给出了拱肋局部加固方案。分析结果表明,采用有限元法计算出的吊带张力可为吊耳位置的布置、吊带吊具的选型和吊耳的设计提供参考;优化后的吊耳在满足强度设计要求的同时减重率达33.55%,确保了异形钢箱拱肋结构在吊装施工中的安全,降低了吊耳的制作成本。

重型设备耳式支座设计

某台大型反应设备,根据工艺布置及检修条件需要采用耳式支座。受限于各种因素,耳座的结构设计需要设计者自行计算。依据相关参考文献及标准对该设备的耳式支座进行了设计。

船体分段复杂吊装方案自动化设计方法及应用

为改进分段吊装方案设计的不足,开发了针对船体分段复杂吊装方案自动化设计系统。利用Tribon系统数据抽取方法判别分段特征区域,将吊装眼板快速合理地布置在相应的位置,以提高工作效率。结合MATLAB对吊运过程的吊钩进行受力分析,借助3ds Max实现吊装过程的仿真模拟,以有效预报吊装过程中潜在的力学及干涉问题,便于设计人员改进吊装方案,使设计更加安全可靠。

铝钛复合耳片结构设计及可靠性分析

飞机耳片接头是传递载荷的关键部位,为了提高耳片接头的安全性,在保证满足静强度、疲劳等设计要求的前提下,提出了不同金属材料复合连接耳片结构设计技术。对耳片结构从破损安全设计和寿命可靠性分析方面进行了研究;针对某飞机接头耳片,基于破损安全设计理念及变形协调设计原则,提出了复合连接耳片的设计方法,并依据所提方法确定了"铝-钛-铝"厚度比例为0.8∶1∶0.8单耳设计方案,进而开展了静力学、损伤容限设计及寿命可靠性分析。结果表明:所提出的铝钛复合耳片结构设计方案可满足静强度和损伤容限要求,且与常规耳片结构对比,复合耳片在质量仅增加4.9%的情况下结构任务寿命失效概率大幅降低。论文所提方法可用于指导复合耳片的结构设计。

某重型反应器管轴式吊耳设计

某台重型反应器采用管轴式吊耳吊装。针对该设备尺寸和质量超出标准吊耳选型范围的实际情况,依据化工行业设备吊耳及工程技术要求标准,参考同行的设计技术资料,进行了吊耳的非标结构设计。在确定了吊点位置之后,选取吊耳工作时设备由水平到竖直过程中的5个吊装角度,分析吊耳载荷。设计了吊耳结构形式和尺寸,根据吊耳载荷对吊耳进行强度计算和设备局部应力计算。强度计算结果表明,吊耳结构设计合理,满足结构强度要求。局部应力计算结果表明,在设备位于水平位置时垫板边缘的局部应力最大,这种情况容易在结构设计时被当作最小受力工况而不加考虑,从而忽略了最大的局部应力工况,存在设备不安全隐患,应予以重视。

大型塔设备轴式吊耳危险截面分析——兼谈吊耳的强度设计标准

从标准轴式吊耳危险截面分析入手,通过有限元ANSYS软件对标准轴式吊耳做了强度分析并与标准中轴式吊耳强度校核的理论求解结果进行了对比;讨论了轴式吊耳的危险截面位置及吊耳壁厚对吊耳强度的影响;分析了影响轴式吊耳强度的主要因素,提出了吊耳强度校核的原则。结论可为大型塔设备吊耳设计提供一定的参考。

Tribon环境下的吊运眼板快速建模方法研究

分段吊运设计是造船生产设计的重要环节,吊运眼板作为分段吊运设计的重要组成部分,其部件库的建立过程需要大量的时间和工作量。基于上述实际工程问题,本文通过研究Tribon的快速建模环境,借助二次开发工具Vitesse和Python编程语言,就如何应用Tribon内部自带的建模语言对吊运眼板进行快速建模的原理和方法进行了具体介绍。基于上述原理,本文建立了一套完整的吊运眼板快速建模程序,实现了吊运眼板的可视化快速建模,对于解决实际工程问题具有重要意义。

水压试验装置提升吊耳的优化设计

以气瓶外测法水压试验装置的提升吊耳为研究对象,运用Pro/E软件建立提升吊耳实体模型,并采用Ansys软件中的workbench模块对该模型进行静力分析和拓扑优化。在保证提升吊耳安全可靠工作的前提下,经拓扑优化后其质量减轻30%,得到提升吊耳的精简模型。在Ansys workbench软件中对该精简模型进行参数化建模,并进一步对该精简模型进行优化设计,使其变形量减少30%。此外,本设计填补了国内气瓶外测法水压试验装置具体零部件的设计与研究的空白。

断口定量分析技术在损伤容限设计中的应用

前起收放作动筒接头耳片损伤容限试验45 000次疲劳循环后,从预制缺口处第一次检测出裂纹,此时裂纹已接近穿透耳片厚度,未能采集到损伤容限数据。通过外观观察、断口宏微观观察及断口定量分析、金相组织观察、硬度和化学成分检测等手段,对接头耳片进行失效分析,并对检测方案进行改进。结果表明:接头耳片为疲劳开裂,裂纹萌生寿命为11 717循环周次,在裂纹萌生之后的扩展阶段至少4次渗透漏检;建议后期增加涡流无损检测配合渗透检测或选择在线检测,可有效地完成接头耳片的损伤容限试验。

基于计算机实验设计方法的金属壳体吊耳部位结构优化设计

对某φ1m带吊耳结构的金属壳体建立了三维参数化模型。以计算机实验设计方法为基础,构建代理模型及目标驱动优化设计,选取影响吊耳部位结构受力形态的5个几何参数作为设计变量。同时,以带吊耳结构金属壳体总质量及Mises应力为目标函数对吊耳部位结构进行了优化设计。计算结果表明,优化后的吊耳部位结构形式协调,吊耳周边区域应力分布合理,总重比初始状态减小2%;相比其余几何尺寸,加厚区外径及开孔直径对优化结果影响更为重要。

直升机吊运防喷器控制装置吊耳强度设计

吊耳设计是保证直升机吊运防喷器控制装置处于安全状态的重要环节之一。在受力分析的基础上建立了吊耳的三维实体模型,应用Pro/E和ANSYS软件进行了有限元应力分析,并与用传统力学强度计算结果和拉力试验对比,三者的计算结果非常接近。对吊耳进行了拉力试验和磁粉探伤,进一步验证了有限元分析和传统力学计算结果与试验结果是吻合的。

民用飞机耳片接头结构设计

理想的飞机结构是用相同的材料和制造方法制造出来的一个整体,复材机身蒙皮/长桁壁板就是这样的结构。然而,目前铝合金飞机机身大都还是组合式结构。出于制造和维护要求,一个结构通常要分解成几部分,然后通过铆钉、螺栓、耳片和接头等连接在一起。对于有集中载荷的地方通常设计接头来传递载荷。接头和接头之间一般采用紧固件-螺栓连接,也可以使用轴承来连接受力构件。按紧固件受力形式可将接头分为两种,紧固件受剪的是耳片,紧固件受拉的角盒。本文将主要介绍耳片接头的结构设计。

民用飞机耳片结构参数化设计方法研究

耳片/螺栓类结构在现代民用飞机结构设计中应用广泛,其常规正向设计思路为结构设计在先,强度分析在后,存在迭代计算繁冗,耗时长且人为计算易出错等问题。以逆向设计为指导思想,以铝合金(7075-T6)耳片为例,建立耳片典型承载能力、耳片性能参数与耳片结构参数之间的关联方程;通过设计变量法,给出一套参数化设计方法,并通过MATLAB开发可视化程序进行实例求解。结果表明:参数化设计方法可以实现以需求—结果模式为导向的耳片自动化设计,得到了满意的设计结果,在给定耳片受载条件及目标需求的情况下,能够实现耳片相关参数的迅速求解,大幅提高设计效率。

海上平台大型储罐整体吊装的设计与应用

某海上平台大型储罐需陆地建造后海上整体吊装。针对此种薄壁结构物,为解决整体吊装防变形问题,对储罐的吊耳进行了增大吊耳本体及吊耳垫板的尺寸优化设计;为防止罐体的径向变形,采用吊装框架进行吊装,并对框架强度进行结构计算;为解决大型储罐底板的吊装变形问题,采用在储罐底部增加了与罐体底部焊接的十字交叉T型梁加强罐底板的设计方案,并运用ANSYS Workbench有限元软件对罐体进行整体建模计算,模型包括罐体、吊耳以及加强结构。最终设计出了一种能够有效解决储罐吊装变形,且可实现加强结构免拆除、施工免动火以及免除搭设大量脚手架的方案。最后通过工程实践证明了设计方案的可行性。

旱地驱动叶轮结构参数优化试验研究

利用多元旋转组合试验设计方法探讨旱地叶轮的结构参数优化问题,采用单驱动叶轮试验装置通过田间麦茬地试验,结合牵引负荷和作业速度,定性定量地分析叶片入土角度和入土深度对叶轮滑转率的影响。通过对滑转率回归模型的分析表明:在一定牵引负荷下,入土角度和入土深度对驱动叶轮的牵引附着性有明显的影响,而且叶片入土深度比入土角度对滑转率影响稍大些。通过对滑转率回归模型的优化分析得到叶轮在驱动力为1435N时入土角度和入土深度的最佳组合值:入土深度为70mm,入土角度为76°,此时的滑转率为4.2%。

船舶分段吊运设计中的眼板布置算法研究

基于船体分段吊运方案设计过程繁琐这一实际工程问题而研究开发的吊运方案自动化布置系统,以吊运方案的算法设计作为其核心组成部分.现以大型油船的边底段为例,通过调研、总结实际工程中边底段的吊运方案布置的特点,遵循吊运方案设计过程中的设计原则及静力学原理,结合与Tribon二次开发相关的分段数据提取等操作,设计了专门应用于大型油船边底段的吊运方案算法,该算法应用于吊运方案自动化布置系统,顺利实现了吊运眼板的自动化布置.

通用旋转设计优化旱地驱动叶轮参数的研究

利用通用旋转组合试验设计方法,探讨旱地叶轮的使用参数优化问题。采用田间试验,定量地分析了叶片入土角度和入土深度对叶轮滑转率的影响,得到滑转率回归模型。通过对模型的分析表明:在一定牵引负荷下,入土角度和入土深度对驱动叶轮的滑转率有明显的影响,而且叶片入土深度比入土角度对滑转率影响稍大些。通过对模型的统计择优分析,并结合实际使用,得到叶轮在驱动力为1 435N时入土角度和入土深度的优先选用的组合,即入土深度为53mm,入土角度为90°,此时的滑转率为18.98%。

基于SolidWorks软件设计非对称管箱吊耳的位置

对适用于管壳式热交换器的非对称管箱的结构和质心位置进行了分析,针对二维计算机辅助设计软件无法设计出非对称管箱吊耳准确位置的问题,应用SolidWorks软件对非对称管箱吊耳的位置进行了设计,具有推广价值。

CDZ500钻杆吊卡结构优化设计

为了提高CDZ500型钻杆吊卡的机械强度,对其结构关键承载部位—吊臂进行优化设计,研究吊臂截面横向厚度b、吊臂截面半径R的改变对吊卡应力的影响,优化吊臂结构,并对优化后的吊卡进行有限元分析和应力贴片试验。结果表明:当b为98mm,R为81mm,吊臂的最大弯曲应力降低了4.8%,有限元、贴片试验结果验证了结构优化的合理性。计算结果为提高吊卡安全性能提供了依据,为海洋石油钻井设备的设计提供了理论基础,确保其在深海石油开采平台安全使用。

化工设备吊耳标准的分析和解读

对HG/T 21574-2018的吊耳选型进行了分析和解读,并将HG/T 21574-2018升版前后内容的重大变动进行了比较,为技术人员选用标准吊耳提供了参考意见。此外探讨了综合影响系数的优化、吊耳孔承压应力校核、吊耳根部焊缝强度校核公式选择以及吊耳设计制造的几点问题,旨在帮助技术人员在深入理解标准的同时,能够合理地设计吊耳,使产品更加安全、经济。