履带起重机桁架式臂架破坏性试验过程的声发射特性研究

本文研究了桁架式臂架在破坏性试验过程的声发射特性,为现场桁架式臂架的声发射检测提供数据支持。采用柱面定位可以精确定位弦杆和腹杆中声发射源。对于该结构臂架,腹杆变形先于强度破坏变形阶段,定位源则源于应力释放和腹杆变形引起的漆皮剥落。声发射技术能够及早地发现并定位臂架中发生变形的位置。     

重型自卸汽车车架横梁异常断裂原因分析

针对无副车架的重型自卸汽车在使用过程中出现的车架横梁异常断裂问题,建立了以板壳单元为基本单元的自卸汽车车架有限元分析模型,采用NASTRAN有限元分析软件对车架强度进行分析.有限元分析结果表明,车架横梁异常断裂现象是横梁连接部位应力值大于材料的屈服强度引起的,这与实车车架断裂结果吻合.根据实际工艺要求,改造车架结构,将连接第2根横梁和纵梁的L板厚度变大,并将平衡悬架推力杆支座由整体式支撑改为分体式支撑,从而使两处的最大应力值分别比原结构下降20.4%和51.7%.改进后车架断裂区的强度明显提高,这表明改造方法有效.     

基于ANSYS的高速机夹式铣刀强度设计与安全性分析

当把离心力作为主要载荷进行高速铣刀的强度计算时,经典力学计算方法存在一定误差,不能满足安全性设计要求。笔者分析高速铣刀的离心力效应;建立高速机夹式端面铣刀强度设计有限元模型;模拟不同转速下刀具各组成部分的应力与变形的大小和分布;并结合分析结果,对高速铣刀安全性设计提出了改进意见。分析表明,对于100mm机夹式端面铣刀,当转速达到15000r/min时,螺钉的等效应力已达到材料的临界应力状态,出现明显的弯曲变形,刀片产生的位移达0.04mm。     

1500L大型超临界CO_2萃取釜应力分析

超临界流体萃取釜作为一种典型的萃取装备,在石油化工中应用非常广泛,但是由于工作过程中快开及循环急剧引起的疲劳应力极易导致萃取釜变形乃至失效。为此,本文依据JB 4732—1995(2005年确认),利用有限元法对1500L大型超临界萃取釜装置进行了应力强度评定及疲劳强度分析,验证了所用结构合理性及可靠性。     

超临界乙烯管线阀门安全性分析

为了分析某公司超临界乙烯管道阀门的安全性,采用有限元分析软件ANSYS进行模拟和分析,通过创建有限元模型及单元网格划分、施加边界条件及载荷进行求解,对超临界乙烯输送管线断裂阀门进行了结构分析、受力分析,并对阀门预紧状态及操作工作状态进行了模拟计算。分析结果显示,着火事故是由于阀盖密封不严,介质泄漏造成;阀盖密封螺栓紧固力裕度不足,需要加以改进。提出变更螺栓规格,使用优质螺栓,设计阀盖、垫片及螺栓连接的改进建议。     

摇头飞椅安全挡杆失效分析

大型游乐设施的安全挡杆作为乘客束缚装置,在运行过程中主要起到保护乘客作用。本文针对在大型游乐设施检验过程中发现的摇头飞椅安全挡杆失效问题进行分析。通过对安全挡杆缺陷形态及受力分析进行研究,计算其在弯曲过程中对材料受力的影响。得出了安全挡杆由于弯曲半径过小,导致内外表面的应力应变超过材料的极限值产生缺陷。生产厂家在圆环设计中未考虑弯曲半径的影响,故而有缺陷挡杆在使用过程中断裂失效。因此大型游乐设施安全挡杆在设计和制造时就必须考虑材料拉伸、弯曲强度、最小弯曲半径等材料参数的影响。     

改进西原蠕变模型研究及二次开发计算*

为了研究黏土在不同应力水平下的蠕变规律,基于软黏土流变模型及已有的黏土蠕变试验结果,分析3种常用的经验蠕变模型对软土蠕变研究适用性,提出幂函数非线性元件,在传统西原模型的基础上引入非线性黏塑性体(NVPB)构成改进的西原模型。研究结果表明:幂函数描述黏土在低应力和高应力条件下所表现的变形特点都有着较高的准确度,改进西原模型能够较好地描述黏土蠕变的非线性问题以及黏土在高应力水平下的加速蠕变变形。利用自定义本构程序开发接口UMAT对该模型进行二次开发并对模型进行验证。改进的西原模型对比经典西原模型能够更好地描述在不同应力水平下软土的的蠕变变形特征。研究结果可为软土地区沉降预测提供理论参考。     

热电广汽轮发电机组高压阀杆断裂失效分析

针对热电厂汽机高压调节汽阀阀杆断裂事故,进行失效原因分析,提出有效的处理措施。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(五)

第四讲 结构构件变形检测1 检测目的 检测建筑物整体及结构构件的变形状态是综合判断建筑物可靠性的重要依据之一。结构构件产生过大的变形,不仅说明结构或构件本身的刚度和承载能力下降,有可能发生危险,而且还可能使其它结构构件产生过大应力,导致整个建筑物承载能力下降,而处于不安全状态。因此,在检测结构构件的变形过程中,一方面要注意发生变形的原因、变形不良后果以及变形对其它构件承载能力的不良影响,另一方面还要掌握整个建筑物的变形情况。 由于变形与构件断面、材料强度、荷载大小、裂缝、支承节点等有密切关系,所以检测变形时必须与这些项目同时进行。 变形检测内容包括:结构构件的变形测量和基础沉降观测两大部分。2 结构构件变形测量2.1 测量项目及内容 (1)结构构件挠度测量:梁、板、屋架、桁架、托架等构件在静、动载作用下的挠度值测量。     

泄漏油气燃爆灾害下FPSO结构响应分析

为评估FPSO泄漏油气燃爆事故中结构损伤风险,采用等效TNT法结合AUTODYN软件分析结构在爆炸冲击波下动态响应,分析其塑性、变形及应力分布,评估不同工况下结构损伤程度。结果表明,TNT起爆后冲击波高速传播,10ms时已覆盖工艺I区,经反射叠加耦合后破坏力增强;原油热处理器和电脱盐器发生失效和变形,生产甲板边缘位置受约束较小,发生较大变形,部分区域屈曲破坏;参与反应的油气越多,相同结构等效应力及变形越大,大应力、大变形区域分布越广;d=60mm时部分结构完全失效。     

有约束应力高温全过程后混凝土轴压力学性能试验研究

采用高温抗压试验炉进行了有约束应力作用下混凝土在经历升温、降温及冷却全过程作用后的轴压力学性能试验研究,主要研究约束应力水平和温度等级对升降温及冷却全过程中的混凝土高温变形特性与高温后混凝土强度、弹性模量和应力-应变关系等性能的影响规律。结果表明:约束应力使混凝土产生明显的残余压缩变形,且对高温后混凝土抗压强度和弹性模量有显著影响;无约束应力高温后混凝土的抗压强度随着温度的升高经历低温衰退、强度恢复、高温衰退3个阶段,n≤0.4时有约束应力混凝土也表现出相同的规律;约束应力可提高高温后混凝土的弹性模量,但其值仍明显低于常温弹性模量;有约束应力高温全过程后混凝土破坏突然,明显变脆。     

基于ANSYS的球型储罐抗震模拟分析

在地震作用下,球型储罐结构由于地震激发引起振动,从而使结构产生随时间变化的位移、速度、加速度、内力和变形。通过ANSYS结构动力学有限元程序对球型储罐结构进行抗震模拟分析,得出球壳与盖板连接区、支柱区域及拉杆区域三种典型的不连续结构及其应力云图,分析对比各区域的应力响应。数值模拟结果对建立健全重大危险源抗震安全体系及化工设施安全投入有着重要的理论意义     

危化品罐车自封堵式安全截断阀设计与分析

为解决危化品罐车的储罐阀门管线等关键部件易损坏造成危化品泄漏的问题,基于系统本质安全原理设计1种内置自封堵式安全截断阀并对其关键部件强度进行校核计算,建立实现阀芯阀座有效密封的三维实体模型并完成有限元分析。结果表明:在阀座密封面与球形阀芯接触处出现最大应力,阀座承受的最大应力小于材料的最大屈服应力,内置自封堵式安全截断阀具有较高的可靠性,可为危化品储运相关安全装置设计提供理论参考。     

高地应力软岩隧道初期支护优化研究*

为研究边墙曲率、支护参数等因素对高地应力软岩隧道变形控制的效果,以大瑞铁路营盘山隧道为工程背景,结合现场监测数据,建立有限元模型,分析不同边墙矢跨比及初期支护参数对隧道变形的影响,借此得到合理的初期支护参数。结果表明:原有支护结构中“直边墙”对于隧道水平方向变形与压力抵抗能力较弱,当边墙曲率调整至0.12后,支护结构的受力和变形情况得到明显改善;初期支护参数中锚杆参数对于隧道变形控制效果较小,增强衬砌的强度可以有效控制隧道的变形;通过围岩-支护特征曲线对优化后的支护方案进行安全评价,发现其安全性能较之前显著增强,现场应用结果也表明支护结构并未出现破坏失稳现象,隧道变形得到有效控制。研究结果对类似工程变形控制及支护方案优化提供一定的参考依据。     

基于API极限工况下修井机井架强度计算研究

为研究井架在复杂工况下的强度与安全问题,以现场使用的350型修井机井架为研究对象,采用数值模拟对井架进行参数化建模;按照极限作业工况下24种组合载荷对井架进行强度分析,得出操作工况、非预期工况和可预期工况下井架的最大变形和应力云图;提取计算井架构件UC值的相关数据,对井架进行强度、刚度和整体安全性校核。结果表明:井架在常规风力作用下,最大钩载作业工况为其主要受力工况,此时井架最大等效应力小于许用应力,可满足安全需求;在相关工况中,井架的最大等效应力集中出现在上下体连接处、二层台和底部大腿处,计算井架构件各工况下的UC值均小于许用最大UC值,表明井架结构综合强度足够,满足API标准使用要求。     

台风下乙烯精馏塔抗风性能及可靠性分析

采用流固耦合方法对台风下乙烯精馏塔的风载荷分布及风振响应进行数值模拟,建立了台风下塔设备流固耦合数值模型,对乙烯精馏塔的抗风能力和可靠性进行了分析。研究发现乙烯精馏塔的迎风面为风压力,背风面和迎风子午线两侧为风吸力,风压力和风吸力沿着塔高不断增大。在风载荷作用下,乙烯精馏塔的最大应力出现在迎风向塔体与裙座的连接处,最大变形出现在塔顶。随着风速增大,最大应力和变形呈三次多项式的变化关系,但频率基本保持不变,呈现一阶频率振动。通过强度、挠度和疲劳分析,可对不同台风强度下的乙烯精馏塔可靠性进行校核。     

基于ANSYS对车用全复合材料CNG气瓶的安全研究

基于车用全复合材料CNG气瓶近年发生爆炸事故和定期检验中合格率偏低,主要问题在于气瓶内胆存在裂纹、开裂等缺陷。应用ANSYS有限元软件对现役全复合材料气瓶进行模拟,采用自上而下的建模方法,对全复合材料CNG气瓶进行建模,计算、分析全复合材料CNG气瓶在工作压力、试验压力、爆破压力下的应力、应变分布。模拟计算结论为现役全复合材料CNG气瓶出现的裂纹、开裂等缺陷与内胆材料强度不足和气瓶结构设计密切相关。全复合材料CNG气瓶的设计制造阶段要充分考虑内胆材料强度,合理选材,进一步完善气瓶瓶身与瓶阀过渡区域的结构设计,提出改进检验工艺方案。     

尾矿坝边坡土石混合体强度遇水软化的规律研究

为了揭示露天矿土石边坡的稳定性影响因素,开展土石混合体强度遇水软化的试验研究。首先介绍了制作该试样的方法和试样微观结构特点,然后分别对天然和饱和状态的试样开展三轴压缩试验,得到了3种围压的应力-应变曲线,最后分析了试样强度软化的规律和机制。结果表明:由SEM图像显示土石混合体的微观裂隙发育;三轴应力应变曲线经历了线弹性变形、塑性变形和破坏软化3个阶段;饱和试样的峰值强度大幅低于天然状态下的试样,且软化系数随围压增加而减小;土石混合体的强度软化主要是因为试样经过水的入渗后孔隙结构出现不均匀应力,这也是其强度软化的本质原因。     

搅拌罐耳座部位应力分析及强度评定

运用三维有限元法对搅拌罐非标耳座结构进行了有限元应力分析，得到了耳座及其与壳体连接部位的应力分布，并按照JB4732—1995的要求对结构进行了应力强度评定。     

长期荷载作用对高温全过程后混凝土轴压力学性能影响的试验研究

采用高温抗压试验炉和长期加载装置进行了有约束应力作用下混凝土经历升温、降温、冷却及长期静置全过程后的轴压力学性能试验,研究了持荷时间和温度等级对高温全过程混凝土变形特性与高温全过程及长期静置作用后混凝土残余强度、弹性模量和应力-应变关系的影响规律。结果表明:约束应力使混凝土产生明显的残余压缩变形,长期静置对高温后混凝土抗压强度和弹性模量有显著影响;长期静置过程中持荷时间和温度等级对混凝土轴向变形有一定影响;全过程作用后混凝土抗压强度和弹性模量显著降低;长期荷载作用下有约束应力高温全过程后混凝土破坏突然,明显变脆。