Mechanical Response of Steel Wire Wound Reinforced Rubber Flexible Pipe under Internal Pressure

Steel wire wound reinforced flexible pipe in this study mainly consists of multiple anisotropic steel wire wound reinforcement layers and multiple isotropic rubber layers.Based on 3D anisotropic elastic theory,the analytic solutions of stresses and elastic deformations of steel wire wound reinforced rubber flexible pipe under internal pressure are presented.As the adjacent reinforcement layers with wound angle have different radii,the single reinforcement layer shows the effect of tensile-shear coupling.Moreover,the static loading test results of steel wire wound reinforced rubber flexible pipe under internal pressure are basically coincided with the calculated values by present method.

大于3.5g轴向直插元器件的可靠安装和加固技术

以质量大于3.5 g的轴向直插典型元器件CAK38系列钽电容和RX系列线绕电阻为主要研究对象,开展了不同安装方式、加固措施的方案对比。结果发现,采用贴板安装+绑扎后焊接软引线+硅橡胶的加固方式,元器件经过航天电子产品包络力学和热循环试验条件考核后,本体、引脚及焊点均无裂纹,满足可靠性要求。

基于有限元分析的钢丝缠绕胶管协调优化

高压胶管在使用过程中,易出现疲劳损坏问题;同时受压后易在轴向伸长或缩短,使其不能满足胶管的使用。针对高压胶管出现的疲劳损坏和长度上的变化,在结构设计时使用有限元分析的方法,通过正交实验进行优化设计,研究了高压工况下四层钢丝缠绕角度对钢丝缠绕胶管的疲劳寿命和伸长率变化。结果表明,优化后的方案相对于原始设计方案,最大轴向位移减小了76%,应变能密度最大值减小了63%,较大幅度降低了胶管的轴向长度变化率,同时提升了疲劳耐久性能,达到了协调优化的目的。通过仿真分析结果对设计方案进行了快速的筛选和优化,为高压胶管的结构设计提供了新的思路,对提高胶管耐久性有一定的指导意义。

绕丝燃料棒自动外观缺陷检测系统设计

绕丝燃料棒是核反应堆中燃料组件的核心部件,燃料棒外径绕丝是燃料棒制造的关键工序,其外观质量是燃料组件十分关键的质量特性。本文以视频图像为切入点,机器视觉为技术支撑,借助深度学习建立绕丝燃料棒外观缺陷智能判别及自动定位方法。针对燃料棒表面缺陷特征,搭建高精度的图像采集系统,获取便于识别的燃料棒外观图像信息,研究检测算法能准确识别焊缝氧化色、划伤、异物、焊缝成形不良等缺陷,实现绕丝燃料棒外观缺陷的自动化检测。

固定绕线电感器自谐频率影响因素分析与实验

针对小型化大电感量的固定绕线电感器自谐频率通常较低的问题,利用等效模型与要素分析得出主要影响因素分布电容的影响规律,并对如何调整分布电容大小进行实验验证。提升自谐频率的方案简单易操作且节约成本,对于已经定型的固定电感器产品在不改变电感量的情况下进行自谐频率提升有着一定的参考价值。

抗紫外线高压钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备及性能

针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)无法露天使用及最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用的难题,制备了抗紫外线聚乙烯专用料,研制了最大承压7.0 MPa抗紫外线钢丝管。通过力平衡法设计了增强钢丝的配置,利用20℃和60℃静液压及爆破压力测试验证了钢丝管的承压能力,采用紫外光老化试验测试了抗紫外线聚乙烯专用料的抗紫外光效果。结果表明,通过4层钢丝缠绕增强结构使用400根直径1.2 mm钢丝,制备了高压钢丝管;钢丝管通过了20℃,14 MPa,1 h及60℃,8.4 MPa,165 h静液压测试,爆破压力达到21.9 MPa,说明钢丝管的承压达到设计压力7.0 MPa的要求;抗紫外线聚乙烯专用料经过336 h的紫外光老化试验,力学性能保持率大于80%,表明抗紫外线聚乙烯专用料具有良好的抗紫外线效果。

关节镜下骨赘磨削联合带线可吸收锚钉修复治疗股骨髋臼撞击症伴盂唇损伤的疗效与安全性分析

目的观察关节镜下骨赘磨削联合带线可吸收锚钉修复治疗股骨髋臼撞击症伴盂唇损伤的疗效与安全性。方法选取2018年2月—2020年2月河北省衡水市人民医院关节运动医学病区收治股骨髋臼撞击症伴盂唇损伤患者70例,按照随机数字表法分为对照组、观察组,各35例。对照组给予关节镜下骨赘磨削盂唇成形术治疗,观察组给予关节镜下骨赘磨削联合带线可吸收锚钉修复治疗。比较2组手术、并发症发生情况,手术前后创伤应激指标[皮质醇(Cor)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、C反应蛋白(CRP)]、髋关节功能(改良Harris评分)、疼痛度[视觉模拟量表(VAS)评分]、髋关节活动度,以及患者对疗效满意度。结果观察组手术时间长于对照组(t/P=3.594/0.001);2组术前及术后1、3、7 d血清Cor、ACTH、CRP水平呈先升高后下降趋势(P<0.01),且观察组术后1、3、7 d血清Cor、ACTH、CRP水平低于对照组(P<0.01);2组术后3个月、6个月、1年、2年改良Harris评分呈升高趋势,VAS评分呈下降趋势(P<0.01),且观察组改善程度明显优于对照组(P<0.001);2组术后3个月、6个月、1年、2年髋关节屈曲、内旋、外展活动度呈升高趋势(P<0.01),且观察组升高幅度高于对照组(P<0.001);观察组患者疗效满意度高于对照组(χ^(2)/P=4.861/0.028);观察组并发症发生率略低于对照组,但差异无统计学意义(χ^(2)/P=1.790/0.181)。结论关节镜下骨赘磨削联合带线可吸收锚钉修复治疗股骨髋臼撞击症伴盂唇损伤患者,可促进髋关节功能恢复,减轻疼痛度,改善创伤应激反应,降低并发症发生率,提高患者治疗满意度。

高压钢丝管的高温性能及其应用

针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最高输送介质温度最高为40℃、最大承压为3.5 MPa而不能满足高温高压领域应用需求的难题,研究了10 MPa钢丝管的高温静液压性能。结果表明,随着温度升高,黏接树脂的剪切强度、管材的剥离强度显著降低;通过压力折减,钢丝管通过了80℃/7~9 MPa/165 h静液压及80℃/8 MPa/1 000 h静液压测试;根据客户页岩气田产出水最高温度为70℃、工作压力(PNap)为6.4 MPa的应用要求,钢丝管通过了20℃/1.5PNap/24 h静液压,60℃/1.35PNap/1 000 h静液压及90℃/0.9PNap/165 h静液压测试,满足了客户需求。

可稀释粘接树脂在dn315钢丝管制备中的引入及性能测试

通过力平衡法设计了增强层的钢丝配置,以EN312添加50%和70%的管道料作为粘接树脂,制备了dn315的钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)。结果表明,EN312添加50%、70%的管道级聚乙烯使用,对钢丝的剪切强度影响不大。2个配方应用于dn315×1.6 MPa钢丝管,管材的剥离强度、爆破压力、20℃、3.2 MPa、1 h静液压、60℃、1.92 MPa、165 h静液压均满足GB/T 32439标准要求。EN312稀释使用表现出良好的抗高低温冲击穿丝能力。

现代重型模锻液压机的关键技术

现代重型模锻液压机以极高的压制强度为特征。为了实现高强度压制、减小设备体积、减轻重量并且控制制造难度和成本,大吨位超高压预应力液压缸以及高强度、高可靠性、高疲劳寿命的预应力钢丝缠绕承载机架是重要的技术手段。超高压大间隙密封,可靠、无应力集中的液压缸结构,以及高承载能力的预应力设计是设计和制造大吨位超高压液压缸必须解决的关键技术问题。而预应力结构可以提高结构的抗疲劳性能,特别是预应力钢丝缠绕结构可充分发挥材料的强度潜力、减小结构体积和重量,降低加工制造难度和成本。

基于有限元的400 MN大型模锻压力机温度场分析

模锻件热传导和辐射会造成钢丝缠绕模锻压机机架和动梁温度升高,使钢丝层蠕变加剧、预应力损失,液压介质性能下降,温度场分析至关重要。运用ABAQUS对400 MN模锻压力机进行稳态和瞬态温度场有限元分析,研究顶出缸、动梁钢丝层、机架钢丝层等部位温度场分布特征。结果表明,模具工作温度300℃时,48 h钢丝层温度不大于75℃,满足设计要求,8.4 h顶出缸油温大于70℃,超出设计允许值。鉴于改善散热条件无法有效降低油温,提出缸底、端部加隔热垫片(A)和模具、上模座间加隔热垫片(B)两种结构改进方案,经模拟验证,方案B效果佳,48 h顶出缸油温低于70℃,满足设计要求。有限元分析结果与温度场测量结果基本吻合验证了模型的合理性,温度场分析为压力机结构设计及锻造工艺制定提供有益参考。

重型钢丝缠绕预应力剖分-坎合结构概述

重型整体结构转变成螺栓预应力剖分-组合结构再发展到钢丝缠绕预应力剖分-坎合结构是科学、技术、工程发展的结果,预应力技术是推动这一发展的关键因素。从预紧件的许用应力、被预紧件的应力波动比、预紧系数、预紧刚度、剩余预应力、疲劳抗力、技术经济等多个角度系统分析这几种结构的优缺点和应用背景。着重指出重型螺栓预应力剖分-组合结构的原理性缺点,由于预紧件许用应力的限制,在重型和超重型结构应用中难以获得高的力学指标,预紧件须占据很大的空间且无法对被预紧件进行法向应力保护。详尽对比分析钢丝缠绕预应力剖分-坎合结构力学特性及应用于重型结构的优势,可提供高可靠性预紧力,被预紧件上的剩余压应力与预应力之比可达到50%左右,对防止子件间剪切错移十分有利。通过给出重型预紧结构设计参数优选表,为重型预应力结构的设计提供了科学的参考。

钢丝缠绕拱梁立柱全剖分——坎合机架

重型承载机架是重型设备的关键部件,其整体制造触及到众多工艺和技术的极限能力,已成为重型工程的瓶颈。通过分析钢丝缠绕预应力承载机架的发展及其应用特性,提出基于钢丝缠绕预应力的重型拱梁立柱全剖分—坎合承载机架设计路线,以期解决200 MN级以上液压机主承载机架的制造难题。以400 MN单缸单牌坊模锻液压机承载机架的设计为例案,通过对其1∶10模型试验及有限元建模对比,分析拱梁立柱全剖分—坎合机架在特定力系(中心载荷、偏心载荷等)作用下的变形特性和承载能力,得出在一定的预紧系数下,拱梁立柱全剖分—坎合机架与整体机架在变形特性和承载能力方面具有相似性。因此对于承载达到200 MN以上的单牌坊机架,建议采用此结构。这一结构的应用将直接推动重型液压机及相关装备行业的发展。

基于有限元的大型模锻压力机钢丝缠绕动梁预应力测试

预应力检测对重型压机钢丝缠绕工艺来说至关重要。钢丝缠绕压机动梁结构复杂,缠绕时表面应力场分布无明显规律,测试难度大,目前动梁缠绕工艺的应力测试尚属空白,给工艺质量评价及工艺控制带来不便。应用有限元法对400 MN航空模锻压机动梁缠绕进行模拟,研究动梁缠绕时端面的应力场分布特征,确定动梁端面存在环形的径向、周向单向应力区,据此制定应变测量贴片方案,解决了重型压机动梁缠绕过程中预应力测试的难题。有限元计算结果与试验结果基本吻合,确保动梁缠绕工艺质量达到设计要求,也证实了这种基于有限元的应力测试方法的可行性。该方法对于其他复杂工程结构的应力测试具有借鉴意义。

钢丝缠绕重型模锻液压机坎合结构的疲劳和寿命预测

剖分坎合是钢丝缠绕液压机的关键技术,坎合副的抗剪性及其抗疲劳性对模锻液压机使役期间保持机架完整性至关重要。坎合原理及抗疲劳性方面研究工作的不足限制了该技术的推广和应用。设计坎合疲劳试验夹具,对液压机本体小试样坎合结构进行切向等幅循环载荷疲劳试验。分析坎合结构切向循环载荷条件下三个阶段的载荷-位移循环特性;建立坎合结构疲劳指数模型,当载荷比R=0.1时,坎合结构疲劳量纲一载荷极限为tmax*F=0.74;研究量纲一切向载荷幅值与均值a m-**F F关系,得到坎合结构疲劳等寿命曲线;提出基于Miner线性累积损伤理论的坎合结构疲劳累积损伤准则。实现了钢丝缠绕模锻液压机坎合结构的安全性评估和寿命预测。

钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究

为获取钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)的失稳特性,同时为相关国家标准的制订提供基础数据和参考,进行了一系列试验研究。通过设计专用的外液压试验装置和真空试验装置,分别进行了瞬时失稳和蠕变失稳试验,获取PSP 的瞬时临界失稳压力,验证提高其瞬时临界失稳压力的方法,得到 PSP 在不同压力载荷作用下不圆度-时间、载荷-临界失稳时间关系曲线。结果表明,与同直径、同壁厚的高密度聚乙烯管相比,公称直径为250 mm、钢丝直径为1.2 mm、钢丝根数为200根的 PSP 临界失稳压力提高了33.3%;公称压力为1.6 MPa 的 PSP,当管径由160 mm 增至226 mm 时,其瞬时临界失稳压力由0.62 MPa 迅速降至0.34 SPa,而当管径继续增至402.3 mm 时,其瞬时临界失稳压力变化缓慢,仅由0.34 MPa 降至0.25 MPa;PSP 失稳呈现出时间相关特性,在低于瞬时临界失稳压力的外压载荷作用下,经过一段时间可能发生失稳,其耐压时间随载荷的增大而缩短。

纵向流混合管束冷凝器的研制

在理论分析与试验研究的基础上，设计制造了纵向流绕丝管、变截面管混合管束冷凝器。现场实际运行表明， 与传统的管壳式冷凝器相比， 压降小、传热效率高， 具有紧凑。

缠绕型全自动液压压砖机机架钢丝预紧力的设计

通过建立钢丝缠绕型液压压砖机机架的力学模型,推导出钢丝绕层和钢丝预紧力的计算方法,并用有限元分析方法验算了某一缠绕型全自动液压压砖机机架钢丝预紧力的大小。

缠绕型全自动液压压砖机的有限元接触分析

利用ANSYS大型通用有限元分析软件对某型号的缠绕型全自动液压压砖机进行了有限元接触分析和刚性分析 ,并对计算结果进行了比较分析 ,表明接触分析的结果与实际情况更加符合 ,计算结果更可靠。

不同极槽配合对永磁同步电机温度场的影响

针对散线绕组电机在温升计算时建模存在的问题,采用分层简化的模型来对绕组建模,将简化模型应用到发热、散热计算上后,温升结果和温度分布趋势较为接近,验证了简化模型在工程中应用的可行性。为研究定子槽数对电机温升的影响,以某型号可用于中小型直驱风力发电机的永磁同步电机(PMSM)为对象,采用分层简化模型对电机定子进行了建模,通过有限元仿真计算了电机定子温度场,得到了绕组平均温度随槽数的变化趋势。对32极36槽电机进行了试验测试来验证算法的准确性。应用同样的仿真方法计算得到了某水冷电机温升随槽数的变化趋势。研究结果表明:随着定子槽数的增加,电机温升逐渐降低,且降低幅度越来越小。当槽极数比大于4.5时,定子槽数对电机温升的影响不再明显。