拖曳水池教学实验室拖车设计与研制

按照“设计—研制—标定”的思路,完成了船模拖曳水池拖车系统研制。设计阶段结合教学科研需求完成拖车结构设计、最大航速确定和拖车重量预估,并用数值模拟方法完成强度校核和模态分析;研制阶段先在工厂进行分段制造,后运输至实验室现场组装调试,完成了机械调试和电路调试两部分;标定阶段完成了拖车振动测试、标模阻力测试和敞水测试。将新拖车用于本科教学,提高了教学效率,丰富了教学手段,有助于提升学生对实验现象的观察与知识点的理解。

圆形截面罐体液体晃动的摆锤模型可行性研究

为研究圆形截面罐体液罐车液体晃动等效摆锤模型的可行性,运用非惯性系下流体Euler方程和均质平面体质心计算公式,构建了液体自由液面倾斜率和质心坐标精确计算模型。得出圆形截面罐体液罐车在横向加速度作用下,液体质心运动轨迹是以罐体截面中心为圆心的一段圆弧,在此基础上提出了一种以液体质心与罐体中心连线为等效摆长的摆锤模型。采用理论计算与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真技术,分别得到相对应条件下的摆锤振动曲线图像。摆锤振动曲线图像表明,将圆形截面罐体液罐车液体晃动视为摆锤振动具有可行性,可以较好地反映出液体晃动变化规律,方便计算液体晃动时对罐体内壁的反作用力。研究结论可为开展液罐车横向稳定性研究提供理论参考。

基于流固耦合的卡车油箱振动特性研究

卡车油箱在使用过程中,存在因振动产生本体及焊缝开裂的问题。针对某400 L卡车柴油油箱,基于流固耦合理论,运用ANSYS软件分析油箱的振动特性。锤击法模态试验和仿真模态分析结果,仿真与试验测得的结构模态参数数据误差最大为13%,仿真的准确性得到验证。油箱结构自由状态下计算得到的前6阶固有频率略大于油箱安装状态下的固有频率,油箱固有频率会随着液体含量的增加而降低。油箱的固有频率在液体量从0到100 L以及300到400 L这两阶段变化明显。油箱充液比低于1/2时,油箱结构的各阶固有频率均高于危险区域的频率,不会产生共振。充液量大于3/4时固有频率接近于30 Hz的标准规定值,存在共振风险。油箱设计时,应优化油箱的结构,使其在充满液量时也能避开30 Hz标准值,更为安全。

半挂液罐车弯道安全车速优化控制

为降低半挂液罐车驶过弯道路段过程中的侧翻事故风险,提出了基于最优控制的半挂液罐车弯道安全车速优化控制方法。该控制方法以侧翻事故防控为优先目标,以高效通行为辅助目标,帮助半挂液罐车在驶向弯道时提前获得无横向失稳隐患的最优车速控制方案,实现“预防式”的车辆主动安全控制。同时为提高控制方案有效性,利用正弦波动方程拟合罐内液体纵向转移过程,结合基于改进准静态法的罐内液体横向偏移规律,构建了具有纵横双维度描述能力的罐内液体晃动模型,提高了最优控制问题成本函数中半挂液罐车横向稳态表征指标的准确性。仿真结果表明:受控半挂液罐车驶过弯道过程中的瞬时横向载荷转移率始终处于[-0.7,0.7]的安全范围内;不同弯道半径下车辆瞬时横向载荷转移率均有下降,且在弯道半径61 m时降幅最大;受控半挂液罐车最大瞬时横向载荷转移率最大降幅达到0.07;车速控制对道路通行效率的负面影响较小。该控制方法帮助半挂液罐车避免侧翻事故,适用于多种不同半径的弯道路段。

基于CFD的汽车运输滚装船参数横摇与减摇研究

为探究船舶参数横摇发生条件,以一艘汽车运输滚装船为研究对象,采用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+建立虚拟水池并进行数值模拟。通过模拟静水中船舶横摇自由衰减,计算出船舶的横摇固有周期;采用控制变量法分别探究波高、波长、航速和遭遇频率等对船舶参数横摇的影响;为该船设计并搭载减摇水舱,分析减摇水舱对参数横摇的抑制效果。结果表明:在迎浪规则波中,当波浪达到一定高度,且波浪遭遇频率为船舶横摇固有频率的2倍时,该船的参数横摇最为剧烈;当减摇水舱固有周期等于该船的横摇固有周期时,减摇水舱对参数横摇现象有较好的抑制效果。

基于Isight的铁路罐车车体疲劳强度分析

针对通过焊接工艺组装而成的铁路罐车在运行中经常发生断裂的问题,利用Isight平台,根据美国AAR标准提供的载荷谱,依据国际焊接协会International Institute of Welding标准,基于准静态法和Miner累计损伤理论选取了9个危险焊缝进行疲劳寿命评估。通过将焊接疲劳计算的相关文件集成到Isight平台,进行了流程化虚拟疲劳计算。计算结果显示,所选的9个焊缝均符合设计要求。该方法显著缩短了疲劳寿命计算时间,并提高了计算结果的可靠性。

汽车罐车侧翻临界值研究

本文目的是为汽车罐车侧翻安全预警和事故还原提供参考依据。提出了两种考虑液体晃动影响的汽车罐车侧翻临界值的计算方法。一种为角阶跃仿真法,将液体晃动简化为二维液体晃动,采用液体重心位置的变化等效液体晃动对汽车罐车侧翻的影响,解析法和多体动力学仿真法相结合进行求解;另一种为协同仿真法,通过ADAMS CAR、SIMULINK与FLUENT的协同仿真对汽车罐车侧翻进行研究,克服了传统仿真方法未考虑侧翻过程中汽车罐车运动和液体晃动之间相互耦合的影响,更加真实地模拟了汽车罐车的侧翻过程,更加准确地计算了汽车罐车侧翻的临界值。

考虑液体晃动的汽车罐车侧翻临界值研究

文章通过将解析法和多体动力学仿真法相结合的方法对考虑液体晃动的汽车罐车临界侧翻侧向加速度的计算方法进行研究,并提供了两种求解方法,分别为解析法和侧倾仿真法。通过假定汽车罐车侧向加速度恒定来将液体晃动简化为二维液体晃动,并通过液体重心位置的变化来等效液体晃动对汽车罐车侧翻的影响,获得了液体晃动、轮胎和悬架系统以及重心位置对汽车罐车侧翻的影响数据。该研究结果可为汽车罐车侧翻安全预警和事故还原提供参考依据。

带刚性防波板罐体内液体晃动的响应分析

部分充液罐体内的液体在外部激励的作用下容易出现晃动现象,由液体晃动产生的附加力和力矩会对载液罐车产生不利影响。为了避免液罐车制动时其罐内液体产生较大幅度的晃动,提出了几种类型的防波板,并研究了防波板及其几何参数对液罐车内液体晃动的影响。首先,建立了基于有限体积法的液体晃动的数值模型。其次,对液体晃动现象进行了一系列的实验,通过将实验获得的液面波形与同等条件下数值模拟获得的结果进行对比,验证数值模型的有效性。最后,将验证后的数值模型用于分析防波板的几何参数对液体晃动响应的影响。研究结果表明,开孔防波板不仅可以有效降低罐内晃动响应参数的峰值,还可以明显缩短罐内晃动液体达到稳定的时间;防波板的开孔位置和孔的数量在车辆制动过程中对罐体内液体晃动引起的纵向力的峰值影响差别不大,但是对液体晃动引起的俯仰力矩的峰值的影响比较明显;晃动响应参数峰值的下降率会随着充液高度的增加呈先下降后上升的趋势,液体晃动引起的俯仰力矩的峰值取得最大值时,防波板对罐体内的液体晃动的抑制效果最差。

液氯槽车充装改造

从完善液氯槽车充装工艺、实施槽车充装区密闭改造、配套安全设施及运行控制等方面分享了液氯槽车充装改造过程。

概述LNG槽车装车系统设计及操作的关键要点

槽车装车系统作为LNG(液化天然气)接收站的重要组成部分,负责将LNG通过槽车运输的方式输送到下游用户,在整个供应链中起到非常重要的作用。将概述LNG槽车装车系统的设计与操作要点,包括设计考虑因素和操作流程,对后续LNG槽车装车系统建设提供借鉴。

盐酸灌装负压系统的技术改造

对槽罐车灌装盐酸产品时采用的负压系统进行了技术改造,解决了原负压系统不能维持所需真空度的问题。该改造采用填料塔作为吸收设备,介绍了填料塔的设计计算及材质选择。

“自流黑”标准化管理探讨

山东省石化行业经营主体多,少数企业和个人为谋取非法利益,违规设置自备油罐、非法经营流动加油车和黑加油站点,扰乱了正常的成品油市场秩序,并且严重破坏生态环境,存在巨大安全隐患。纵观山东省级部门“自流黑”监管机制的变化,了解“自流黑”的形成过程,从而建立“自流黑”标准化管理长效机制。

常压危险品运输罐车安全管理

常压危险货物罐车在道路运输过程中,具有较大的危险性,发生事故会导致承载危险品泄漏,对社会产生较大危害,同时造成环境污染。加强对常压危险品运输罐车的管理,应了解危险品运输罐车常见缺陷及其形成机理,加大管理力度,提高检验质量,降低危险品运输过程中的安全隐患。本文对事故发生的类型进行归纳,对事故的成因进行专业理论分析,从而提升危险品运输罐车安全性能,减少安全隐患。

透水混凝土在工人体育场项目中的全过程质量控制

为满足海绵城市建设应用对透水混凝土高强度性能的要求,本文针对透水混凝土工作性能差、罐车运输困难等问题,对透水混凝土配合比设计及原材料选择展开优化研究。实践结果表明:通过选用水泥、骨料及特殊的BMB-JYG型增效剂,成功制备出性能良好,出机坍落度170 mm,抗压强度38.4 MPa,透水系数1.27 mm/s的C30强度等级透水混凝土,并应用在工人体育场项目中,解决了传统搅拌站生产和罐车运输透水混凝土时面临的难题以及施工现场搅拌过程中因混合料均匀性差异大、质量不稳定而带来的问题,为透水混凝土的进一步推广应用提供了参考。

LNG运输罐车事故危险性分析及处置对策研究

目前,随着社会经济的迅速发展,环境污染问题愈发严重。为积极践行习近平总书记提出的“绿水青山就是金山银山”的理念,社会各界倡导使用清洁绿色的能源。液化天然气(简称LNG)是目前存储量多、最常使用的清洁能源之一,因其具有沸点低、可燃、燃烧热值高、气液比大等特性被广泛使用。但其使用、运输的危险性也逐渐增大,不断出现因交通事故导致的LNG汽车罐车倾翻、泄漏、着火和爆炸等事故,LNG罐车的运输安全问题得到广泛关注。LNG汽车罐车是LNG运输的重要手段,运输风险较高,事故处置措施以及技术显得非常重要。LNG汽车罐车事故一般可分为未泄漏事故、泄漏事故、着火爆炸事故3类。基于此,对LNG自身的危险性、未泄漏与泄漏事故的危险性、火灾爆炸事故的危险性及相关类型的事故处置技术进行论述和研究,并结合连霍高速LNG运输车辆倾翻处置案例、罐车泄漏处置案例、包茂高速LNG泄漏处置案例等具体案例对不同罐车事故的处置过程、处置技术以及处置人员的防护措施进行研究。通过分析不同情况的LNG汽车罐车事故,提出LNG运输罐车在公路运输事故发生时消防救援人员的相关处置对策。

液体晃动降低半挂液罐车行驶稳定性

为研究液体晃动对半挂液罐车行驶稳定性的影响,针对罐体内液体的横向晃动问题,运用势流理论建立液体晃动的控制方程,采用Galerkin方法求解该方程,并求解液体受迫晃动对罐体的作用力,根据等效原则,建立液体受迫晃动的等效力学模型,在考虑液体质心的横向移动产生的附加力矩和液体动压力对罐体产生的作用力基础上,结合半挂车的刚体模型,建立了半挂液罐车数学模型。对液体和固体2种货物,通过阶跃转向和双移线2种工况对比仿真试验,分析了液体晃动对半挂液罐车行驶参数和车辆失稳形式的影响。仿真结果表明,在阶跃转向时,液体晃动对车辆的侧倾角影响较大,降低了车辆的侧翻速度阈值,而对其他运行参数影响较小;在双移线工况时,液体晃动加剧车辆的侧向加速度和铰接角的波动,使车辆横向摆振明显;在充液率k=1.2附近,随着车速的增加,车辆先表现为摆振失稳,再发生侧翻,而在接近满充液率(k=1.9)情况下,随着车速的增加,车辆直接表现为侧翻事故。该文为半挂液罐车稳定性控制的研究和安全行驶提供参考依据。

液罐车罐体内液体横向晃动研究

为研究液体晃动对液罐车行驶稳定性的影响,针对罐体内液体的横向晃动问题,运用势流理论建立了液体晃动的控制方程,并采用Galerkin方法进行了求解;根据等效原则建立了罐体内液体晃动的弹簧-质量-阻尼等效力学模型,通过与试验数据的比较,验证了文中的求解过程及建立等效模型方法的正确性。运用建立的等效模型,通过具体算例分析了液体晃动特征频率和等效模型参数随充液比的变化关系、车辆的侧向加速度和充液比对罐体的横向作用力和力矩的影响。结果表明:在液体晃动中,第一阶晃动质量起主导作用,在精度要求不高的情况下,可以考虑只建立一阶等效系统;液体晃动第一阶特征频率随充液比的增加而增加,第二、第三阶特征频率随充液比的增加先减小再增加;罐车转向运动时,充液比在λ为0.8-1.0时液体晃动最剧烈,并且液体对罐体的作用力和力矩均随侧向加速度的增加而增加。

非满载液罐车侧倾稳定性模型研究

为了解决非满载液罐车在转向过程中侧倾稳定性差的问题,建立了非满载液罐车罐内液体冲击等效机械模型及整车运动学模型,运用流固动力学耦合原理对两者进行耦合.运用此模型对5种不同尺寸比例的椭圆形截面罐体进行数值仿真试验,结果表明,当椭圆长轴(2a)与短轴(2b)之比为1.5时,液罐车所受罐内液体冲击力及力矩最小,具有较好的侧倾稳定性.研究结果为液罐车行车侧倾稳定性的研究和整车设计,提供了理论和技术支持.

汽车罐车罐体用WH590(17MnNiVNbR)钢板的开发和试验研究

系统地研究了WH590(17MnNiVNbR)钢的各项力学性能,结果表明:WH590(17MnNiVNbR)钢具有优良的综合力学性能,可以作为我国汽车罐车罐体更新换代材料。