活性破片撞击液箱毁伤行为仿真研究

显著不同于传统惰性金属破片,活性破片在撞击液箱时,能够利用动能撞击和爆燃反应等双重机理实现侵、爆耦合作用液箱毁伤模式。文章利用AUTODYN有限元分析软件,研究了活性破片撞击液箱的结构毁伤增强行为。研究结果表明,在撞击液箱过程中,活性破片进入液体后将在化学能释放作用下形成类椭圆形空穴,且对液箱侧壁面造成的冲击更为严重;随着液箱前板厚度增加,空穴体积和前板最大隆起呈现先增大后减小趋势,前板侵孔直径则呈现逐渐增大趋势;随着撞击速度加快,活性破片激活率增加且动能增大,空穴体积和前板最大隆起逐渐增大,前板侵孔直径逐渐减小;随着注水率逐渐下降,箱体受到的冲击强度逐渐减小,前板最大隆起减小,且前板变形逐渐集中在一侧,但前板侵孔直径变化不明显。

低扬程泵站拍门水压消能关键技术研究与应用

江苏省低扬程泵站通常使用拍门作为断流装置,泵站实际运行过程中常会遇到停机后拍门因水流扰动影响而延时关闭,造成拍门撞击力过大产生剧烈的水锤压力等问题。为有效避免拍门受外力损伤,提高工程安全可靠性,研制探索一种新型拍门水压消能装置,安装在拍门底部,借以消减落门动能,避免危害性撞击,保障泵站工程安全运行,可为类似泵站管理运用提供参考。

消火栓系统水冲击形成机理及典型工程案例分析

列举了消火栓管路水冲击类型,分析了停泵水锤形成原因。结合标准总结了管路防水冲击验算的依据和方法。结合典型工程案例介绍了消火栓系统防水冲击设计与施工要点。

水锤及水锤压力波在水系中传播的分析与试验

详细介绍了脉动水锤装置的结构及其工作过程,对锤击时柱塞组件的运动以及冲击压力波产生和传播机理进行了分析,分析表明这种水锤装置能够产生的水锤压力包括水锤静压力和冲击压力,并通过试验验证了理论分析的正确性。

充填浆体管道输送故障机理分析及其防范实践

以目前国内金属矿山采用的较为典型的两相流管道重力自流输送工艺为基础 ,应用水力学方法并结合生产实际 ,分析了充填浆体管道输送中发生故障的主要原因 ,指出水击是造成输送管道爆裂、跑浆等事故的主要原因 ,进而有针对性地提出了安全经济的输送措施 ,建立了充填工艺改造时的管径和管路长度计算公式 。

输水管道水锤效应作用下斜拉桥结构动力响应研究

为研究斜拉桥上铺设的大型输水管道发生水锤效应时桥梁结构的动力响应,以某独塔斜拉桥为工程背景,根据水锤效应的基本理论和作用方式,将管道对桥梁的动力效应简化为一随时间变化的动力荷载。通过分别建立管道水锤计算模型和桥梁动力计算模型,得到水锤效应发生时阀门位置顺桥向冲击力随时间的变化情况,再将此冲击力作为动力荷载施加到桥梁模型上。计算结果表明:水锤冲击力随时间呈周期性变化,阀门短时间关闭时将产生较大的冲击荷载;漂浮体系独塔斜拉桥各构件在水锤冲击作用下的动力响应以顺桥向方向为主,同时伴随有竖向的位移与应力。主梁上的应力变化可忽略不计,桥塔及斜拉索中应力变化分别可达0.7MPa和1.5MPa左右。单侧布置的管道还会产生偏心作用,使结构的动力响应呈现非对称性。

泥石流龙头对坝体冲击力的试验研究

在泥石流所带来的诸多灾害中，泥石流龙头冲击建筑物造成的危害是非常突出的。本研究是在总结前人经验的基础上进行的稳定均匀颗粒水石两相流龙头冲击坝体的水槽试验研究。分析了冲击荷载峰值的构成情况，运用压力波理论结合颗粒流的应力关系建立了龙头冲击力的计算办法，并对概化后的龙头计算其在冲击坝体时的作用力垂向分布。根据试验及计算的结果，可以判断泥石流龙头冲击坝体时对坝体的影响和破坏。

煤矿硬岩钻进高压水锤设计及仿真分析

介绍了一种适合在煤矿硬岩进行直孔钻进的高压水锤,详细分析了其工作原理,利用AMESim软件建立了水锤冲击机构模型,结合实际综合考虑了各种参数的设置,进行了仿真分析。通过仿真,得出了冲击活塞和配流阀的位移、速度、冲击活塞前后腔体流量、压力等特性曲线。研究结果为高压水锤结构参数优化设计与冲击特性研究提供了理论依据。

煤矿硬岩钻进高压水锤设计研究

针对煤矿硬岩钻进效率低、粉尘浓度大等问题,设计了一种利用高压水驱动的冲击钻具,可实现冲击+回转钻进工艺,提高煤矿井下硬岩钻进效率,避免粉尘污染。对设计方案进行了分析,阐述了工作过程,并对其主要参数进行了设计计算,对高压水锤关键技术问题进行了探讨。对高压水锤的设计和研究具有一定参考意义。

混杂纤维增强水泥基复合材料抗冲击性能研究

为了研究纤维体积率、纤维类型及水胶比对混杂FRCC抗冲击性能的影响,参照ACI 544建议的落锤冲击试验,通过自行设计的自由落锤冲击试验装置,进行了抗冲击性能对比试验。试验结果表明:与普通水泥基材相比,混杂FRCC的抗冲击性能有了显著的提升,且随纤维体积率的提升而提升;对混杂FRCC抗冲击性能的提升效果:PP纤维<PVA纤维<SE纤维;混杂FRCC的抗冲击性能随水胶比的提升呈下降趋势。

硅灰石/硬脂酸稀土改性PVC-U给水管材的研究

将硅灰石经硬脂酸稀土改性后,用于填充PVC-U给水管材,并对管材性能进行分析,结果表明:改性硅灰石可以提高管材的落锤冲击强度及拉伸强度,且硅灰石细度越细,提高越显著。当粒径在3μm左右的硅灰石,质量份数为25时,落锤冲击强度达到1%。同时还使管材的维卡软化温度提高到92.4℃,纵向回缩率降低至1.03%。

硅灰石/硬脂酸稀土改性PVC-U给水管材的研究

将硅灰石经硬脂酸稀土改性后,用于填充PVC-U给水管材,并对管材性能进行分析,结果表明:改性硅灰石可以提高管材的落锤冲击强度及拉伸强度,且硅灰石粒径越小,提高越显著。当粒径在3μm左右的硅灰石,质量份数为25时,落锤冲击强度达到1%。同时还使管材的维卡软化温度提高到92.4℃,纵向回缩率降低至1.03%。

核电厂蒸汽管道中水团冲击（水锤）的分析

蒸汽管道中夹带有水，可能会产生严重的水锤现象，以致造成管道或管道部件以及其约束件的损坏或丧失功能，对核电厂的安全运行是一个潜在的危害因素。提供了一种描述蒸汽管中水团的形成过程和水团对管道冲击力的计算方法，并给出了一个计算实例。

液滴撞击丝网渗漏影响因素及临界准则

捕沫器等化工气液分离设备中,液滴撞击丝网速度超过临界值,部分液体穿透多孔丝网形成子液滴、发生渗漏,将严重影响下游生产的性能与安全。通过可视化实验测量不同丝网表面液滴临界渗漏速度,讨论倾斜角度、丝网结构参数、液滴直径及表面浸润性等因素对临界渗漏速度的影响。液滴渗漏是法向动压力联合水锤压力克服网孔毛细压力的结果。法向动压力是动压力分量,与丝网倾角相关。液滴撞击丝网极短的瞬间,液体受到压缩,产生的水锤压力与液滴投影下的网孔数存在定量关系。毛细压力与气液界面在网孔间的位置及接触角相关。水锤压力及毛细压力均受丝网结构参数影响。通过网孔间气液界面受力分析,有机地整合渗漏影响因素,得到了渗漏临界量纲1准则。该准则与实验结果高度吻合,可为气液分离器设计提供参考。

弹体低速撞击下蓄液结构毁伤特性研究

为了研究蓄液结构在弹体低速侵彻作用下的损伤失效特性,利用轻气炮结合高速摄影技术对蓄液结构进行了两种不同形状弹头的低速撞击实验。对两种弹体入水后的速度衰减及空泡扩展分别进行了分析,进而获得了蓄液结构内空泡扩展及溃灭的典型作用过程及蓄液结构前后面板的典型失效模式,并在此基础上讨论了弹速及弹头形状对结构损伤的影响。研究结果表明:相同速度条件下,半球形弹在水中的速度衰减及产生的空泡半径均弱于平头弹,平头弹对蓄液结构造成的毁伤程度更大,在该研究速度范围内,靶板的局部变形量与弹速成线性关系。

煤矿硬岩钻进高压水锤冲击系统动态特性研究

为获得高压水锤冲击系统动态特性曲线,对高压水锤结构和冲击系统运动过程进行了详细分析。根据功率键合理论,构建了基于AMESim的冲击系统试验仿真模型,获得了活塞和配流阀阀芯的位移、速度、加速度等动态特性曲线。同时以冲击压力、冲击流量、活塞质量为因变量,分别对冲击末速度、冲击频率、冲击能等冲击性能参数的影响规律进行研究。研究结果表明:冲击性能参数随冲击压力呈线性关系增加;冲击性能参数随冲击流量增加而增加,趋势为先快后缓慢;活塞质量在很大程度上对冲击性能参数的输出能力起到决定性作用。

基于阀控防水锤系统的控制策略研究

针对朱家店煤矿矿井水排放关阀停泵时管路振动剧烈,水锤现象严重的问题。文章设计了基于冲击压力、管道振动、流速大小信号的反馈式阀控防水锤系统,通过控制阀的关闭速度和运动轨迹来消减水锤,并通过大量实验选取最佳关阀策略,与未采用任何控制方法的普通电动阀门和相同关阀时间内不同控制策略下管道冲击压力进行对比。实验结果表明该方法可有效防护水锤,较其他方法产生更小的冲击压力,能更有效缓解水锤现象。

一次超载对核电管道裂纹尖端力学场的影响分析

针对水锤冲击作用引起的一次超载对核电一回路管道内表面裂纹的影响,本研究以AP1000核电一回路管道为研究对象,利用ABAQUS有限元软件对一次超载作用下的管道裂纹进行有限元计算,得出裂纹在一次超载后裂尖力学场的变化。结果表明,超载在裂纹前缘造成小范围屈服而产生压缩残余应力,导致裂纹前缘张开应力减小,拉伸塑性应变增大,一次超载引起裂纹前缘的残余压缩应力使得裂纹扩展阻力增大,对裂纹扩展有迟滞作用。

煤层高压脉动注水锤低压缸内流场特性试验研究

为了分析煤层高压脉动注水锤装置冲击过程中低压缸内部流场及特性,通过搭建试验测量系统和瞬态数据采集系统,测取不同触发弹簧工作下低压缸内各测点处的压力,研究了水锤装置冲击过程中低压缸内同一高度不同角度处的压力分布情况,以及不同高度和进水口处的压力变化情况。结果表明:同一高度不同角度处压力差异可忽略;且在冲击零点时刻,低压区先扩大到低压缸体的中上部分空间,再逐渐扩大到其他位置。冲击过程中低压缸内和进水口处压力在很短的时间内瞬间降低,达到终值压力并保持不变。

水力冲击器的开发

简述了水力冲击系统的组成和工作原理,并对水锤所引起的水压变化和阀门的工作状态进行了分析。水力冲击器具有清洁、能耗低、结构简单,冲击力大等特点,能够应用于不同的工业部门,具有很大的研究开发价值和广阔的应用前景。