天然气压气站管道异常振动及减振措施研究

为解决某压气站管道异常振动问题,采用CaesarⅡ软件建立西三线发球筒管线三维计算模型,并运用Fluent软件进行数值分析,查明管道异常振动原因。结果表明:西三线发球筒管道异常振动现象与管内的流体压力波动密切相关,特别是管径为Φ711 mm的西二线与西三线联通管道,其流体的流量过大、流速过高是振动现象产生的主要原因。此外,通过对管道内涡核处压力波动频率及管道系统固有频率的分析,发现压力波动频率与管道系统低阶固有频率相近,易产生共振现象。提出3种减振方案并进行模拟验证,减振效率均在68%～95%之间,可以有效应用到西三线某压气站出站管道,解决管道异常振动问题。     

故障模式影响分析法在弹药安全性失效分析中的应用

为找出某122 mm加农炮爆破榴弹膛炸和某105 mm无坐力炮破甲弹早发火的原因,采用故障模式影响分析法进行失效分析.结果表明,装药存在空洞是造成该膛炸的根本原因.通过分析造成该122 mm加农炮爆破榴弹的膛炸机理和半爆机理,制定了避免卡壳弹流入生产线、对装药弹体进行X光透视检查等应对措施;早发火是由于发射药被烘燃和明火点燃造成的.根据造成该105 mm无坐力炮破甲弹早发火的机理分析,制定的应对措施是进一步改善塑料袋的高温燃烧性能,使之在发射后不留下残片和底座套管,进一步比较了塑料布和牛皮纸在无坐力炮药筒装药上的燃烧性能,选取了最优方案.     

炮孔轴向不同间隔方式的爆破地震效应研究

不同装药结构爆破的地震效应存在较大差异,对于间隔装药结构而言,当采用的间隔介质相同时,采用什么样的间隔方式的降震效果更好呢?对此,就底部间隔、中部间隔还是顶部间隔装药方式的地震效应进行了比较研究.综合比较地震振动幅值、频率和振动持续时间等主要因素,3种间隔方式中,孔底间隔装药结构的爆破地震效应最小,其次为孔上部间隔,再次为孔中部间隔.     

炸药装药质量对发射安全性的影响

通过对炸药装药质量影响发射安全性的原因进行分析 ,得出了影响发射安全性的主要因素是装药疵病。为了提高装药质量 ,有效解决主要影响炸药发射安全性的装药疵病 ,提出了采用低比压顺序凝固技术和直接分步压装技术的新型装药技术方法 ,并通过对炸药装药采用先进的无损检测技术 ,替代至今仍沿用的开合弹检验的落后方法 ,得到高质量的炸药装药 ,为提高炸药发射安全性提供良好基础。通过利用模拟实验装置测定无宏观缺陷装药条件下的承载应力 ,结果表明 ,只要装药质量无疵病 ,其强度足可以承受高膛压发射条件下的过载而不会早炸 ,其发射安全性是有保证的。     

基于模态参数的桥墩结构损伤识别数值研究

铁路简支梁桥桥墩横向振动时,可简化为墩顶具有集中质量的悬臂梁模型,地基约束用地基弹簧模拟。研究墩身的结构性损伤时,该模型与基底固结的悬臂梁模型原理相同。利用冲击振动试验法可以准确得到桥墩的一阶振型和一阶频率,利用这两个参数可以构造出一阶振型比、特征参数、一阶曲率模态差三个指标。以一混凝土悬臂梁为例,用一阶振型比、特征参数、一阶曲率模态差指标进行结构损伤识别的数值研究,总结了特征参数指标在结构损伤前后的变化规律。分析结果表明几个指标对损伤比较敏感。     

给水管道振动信号的小波分析及消振研究

某核发电厂部分蒸汽和给水管道振动情况非常严重 ,以致影响到正常的安全生产。笔者从给水管道的测振出发 ,并利用 3层Daubechise对振动信号进行了小波消噪、滤波、重构处理 ,以找到影响管系振动的激励源的主要频域成分。进而利用比较成熟的结构分析软件ANSYS对管系进行了模态分析 ,得到系统的低阶固有频率和振型。根据管道振动的原因 ,在不改变管系主要特征的基础上 ,给出了简单易行的消振措施 ,实际运行情况表明消振方法效果良好。     

基于不同空气间隔装药结构的爆破效果动力响应研究

研究了不同空气间隔装药结构对光面爆破效果的影响,利用ANSYS/LS-DYNA动力分析软件建立实体模型,对5种不同空气间隔装药结构进行数值模拟,并对应力云图及有效应力时程曲线比较分析。研究结果表明:数值计算结果和模拟结果基本吻合,下部装药结构孔口应力集中,基本不采用;短进尺掘进宜采用上部空气间隔装药;中等长度掘进宜采用中部空气间隔装药;在不拒爆条件下长进尺掘进宜采用分段空气间隔装药或小药卷直径装药。     

T型结构压力管道流固耦合模拟与试验验证

为研究T型压力管道结构内部流体非定常流动诱发的管道振动问题,采用流固耦合分析方法进行分析,借助有限元分析软件ADINA对输送气体介质的T型压力管道结构的进行了流固耦合数值模拟,得到了管内流体流动参数的变化以及管道应力分布规律,并预测了管道振动特性。同时,利用管道振动测试试验系统进行T型管道结构的振动特性进测试,得到压力管道耦合振动响应频率。结果表明:流固耦合数值计算的结果与试验结果能较好地吻合,流体介质的T型压力管道内存在明显的流固耦合效应,不考虑流固耦合作用结果与实验结果相差很大。     

扣件弹条动力特性现场测试与研究

为揭示扣件弹条在运行过程折断的原因,通过现场测试,得到弹条在客车和货车以不同速度运行下的工作模态,并进行仿真分析,以验证识别结果的正确性。结果表明:不同行车条件下,弹条振动的优势频率是固定不变的。采用省时Ibraham时域法(STD)、复指数法和自回归滑动平均模型(ARMA)分析法对弹条的加速度进行识别,均可以较为准确地得到弹条的工作模态;边界条件不一样,如道钉螺栓扭矩不同,左右侧弹条的工作模态是不一致的;弹条的前两阶固有频率是容易被激起共振的频率,在弹条设计应重点考虑避免之,在现场弹条安装和运行维护时,对道钉螺栓的扭矩要特别注意。     

煤岩自振频率的影响因素试验研究

为探究振动波增渗煤岩的优势频率,依据敲击法测试原理自主搭建煤岩自振频率测试系统,从煤岩尺寸、含水率及孔洞缺陷等3方面,研究煤岩的自振频率。研究结果表明:进行振动信号的快速傅里叶变换(FFT)时,汉宁窗较矩形窗、指数窗的加窗效果更好;在此基础上,测得4组不同尺寸煤岩的一阶、二阶自振频率范围分别为11.1～17.2 Hz、35.0～40.6 Hz;含水率的增加使得煤岩自振频率降低,且煤岩的一阶自振频率变化在含水率较低时较敏感;煤岩孔洞体积对其自振频率的影响存在局限性,不同孔洞体积煤岩的一阶、二阶自振频率变化幅值分别在5.2%、6.5%之内;振动波对煤岩自振频率影响以塑性变形及煤岩整体缺陷的演化为主。     

大断面高铁隧道掘进爆破振动传播规律研究*

为研究隧道爆破掘进振动规律并合理控制爆破振动危害，对京张高铁大断面南口隧道爆破掘进过程进行实时监测，并对监测结果进行线性回归分析，求得3个监测方向的场地系数K和衰减系数α值以及爆破振动峰值速度衰减回归方程，通过FFT法计算出主振频率和爆破振动波的振动频率范围，利用ANSYS/LS-DYNA对爆破工程进行数值模拟。结果表明:喷锚支护和监测方向对爆破振动衰减回归分析影响较大；主振频率和爆破振动波的振动频率分布范围为50~300 Hz，无需考虑周边建筑共振情况,与周边古建筑和临近隧道的最小安全距离分别为147 m和12 m；数值模拟与实际结果对比发现二者振动峰值略有差别但整体趋势基本相同，证明建立模型的有效性。     

车辆碰撞特性的数值仿真及试验研究

运用显式动态有限元方法建立了某车辆的有限元模型 ,按照国家标准对整车进行了正面碰撞仿真计算和实车正面碰撞试验。通过仿真计算和实验的对比分析 ,其结果表明 :仿真计算的变形结果和试验吻合较好 ,车身上一些主要部位的加速度曲线在趋势上也基本吻合 ,说明运用有限元法进行车辆的仿真切实可行。分析结果为车辆的安全性设计提供了参考依据。     

密闭容器内微米级铝粉爆炸实验研究与数值模拟

对微米级铝粉在1.3 L Hartmann管中的爆炸特性进行了实验研究.分析了最大爆炸压力pmax及最大压力上升速率(dp/dt)max与延迟点火时间t、粉尘浓度c、粉尘粒径d的关系.基于CFD计算软件Fluent 6.3建立了Hartmann管内微米级铝粉爆炸数值模拟模型,分析了火焰发展过程,将pmax、(dp/dt...     

下穿铁路隧道爆破振动分析及控制方法研究*

为了系统研究下穿铁路隧道的爆破振动响应规律及安全控制方法,通过现场实测及数值模拟方法展开分析。首先,根据实测结果得到可以反映爆破振动速度分布特征的回归模型,并基于此得出隧道爆破施工允许的最大单响药量值;其次,采用FLAC3D平台建立三维数值模型,通过现场实验结果对模型的可靠性进行校核;根据数值模拟结果,得到适用于下穿隧道控制爆破施工的安全距离的建议值。研究结果表明:隧道空洞效应对爆破振动传播规律存在一定影响,研究结果可为类似的下穿隧道爆破施工提供1种新的控制方法及控制思路。     

温压装药安全性分析及数据管理系统

温压炸药作为一种较新型的武器弹药,学界对其研究主要集中在弹药性能和毁伤效果的提高上,缺乏对温压炸药装药安全性的分析.温压炸药装药又是一项极具危险性的作业工艺,本文针对温压武器装药系统,采用事故树分析方法对温压装药进行危险性分析,提出温压装药火灾爆炸安全模式,之后由反应温压武器及其制品的危险性能和用于对其生产、储运系统进行安全评价数学模型出发,编程建立了一个实用、系统的温压武器装药安全数据管理信息系统,为温压武器生产企业的实际装药安全生产管理、危险控制,提供一定的理论依据与数据支持.     

Risk and characteristics analysis of the flow-induced vibration of the dip tube in opposed multi-burner gasifier

The vibration of dip tube in multi-burner gasifier changes the stress at the connection, causing flange seal failures and high temperature gas erosions with heavy economic losses and industrial accidents. This work aims to reveal the dip tube vibration mechanism, with special focus on obtaining the effect of operational parameters on the fatigue damage and long-term stable operation of gasifiers. A three-dimensional numerical simulation of the water-scrubbing cooling chamber was conducted to obtain the excitation source in the flow field. Then a FSI (fluid-structure interaction) transient dynamics simulation was carried out to investigate the vibration characteristics. Two major flow forms were found: a vertical annular flow near the dip tube outlet in the water-scrubbing cooling chamber; and a gas-liquid coupled flow caused by the syngas entrained the liquid. These two unstable multiphase flow forms exerted an energy excitation on the dip tube, resulting in a self-excited flutter. The dip tube vibration was similar to the first mode of a cantilever beam. The peak frequency was less affected by the initial liquid level and the syngas stream inlet velocity, which was close to its own first natural frequency. Note that, the alternating load generated by vibration may cause fatigue damage, which needs to be specifically considered in the design and manufacturing process of opposed multi-burner gasifier.     

爆炸冲击波在建筑群中传播规律的数值模拟研究

为了研究建筑群的布局特性对爆炸冲击波传播的干扰作用及爆炸对周围环境的影响,笔者基于任意拉格朗日多物质流固耦合算法,对空气采用ALE网格,爆轰产物采用JWL状态方程,利用LS-DYNA程序对TNT理想爆炸源的爆炸进行了数值模拟,并与经验公式的计算结果进行了对比,得出了数值模拟方法可行的结论。在该基础上,以一个建筑小区为例,对其遭受爆炸后的响应作了进一步模拟研究。结果表明,建筑物的密度和布局方式对爆炸场的数值与形态都有敏感作用,因此,在城市规划建筑布局阶段,应考虑建筑密度和布局对爆炸冲击波的影响。     

舰船战损评估分析方法研究

对舰船战损分析方法进行系统的分析与建模,对不同武器的炸点分布进行模拟,分析在接触爆炸和非接触爆炸作用下舰船主要设备的破坏模式,分析在爆炸火球、破片和冲击波超压破坏下设备损伤的计算模型,建立设备的冲击响应模型,提出设备的破坏判据,给出爆炸作用下舰船生命力评估的计算机仿真计算方法,并通过数学建摸和模拟分析对系统在破坏环境下的损伤概率进行分析,运用模糊评估法计算系统的生命力指标。计算结果表明,该方法可直观地分析出生命力设计较弱的环节。     

某铅锌矿爆破有害效应分析及安全评估

以某铅锌矿爆破施工为背景,在现场试验的基础上,对测得的振动速度进行回归分析,得到场地爆破振动衰减规律,并结合爆破主频率,确定了周围民房的容许振动速度为2cm/s。同时,对爆破冲击波和噪声进行研究,结果表明:爆破振动、冲击波和噪声均与爆心距、炸药量有关。当爆心距相同时,噪声对建筑物和人员的影响最大,空气冲击波次之,爆破振动较小。主要从控制最大段药量和爆源距安全原则考虑,提出了防爆破振动、噪声和冲击波及飞石的安全距离。另外,还提出了硐口悬挂3层麻袋、堵塞炮泥和控制起爆网络中段间微差等安全措施,并对有害效应进行评估,其结果对后续爆破设计和施工具有实用价值和指导意义。