WJ-7型扣件弹条静力研究与模拟分析

通过建模模拟WJ-7型扣件在施加不同螺栓预紧力情况下,弹条所受应力变化情况,与WJ-7型扣件在静载试验下所得试验结果做对比。研究发现,对WJ-7型扣件施加不同的荷载,其应力最大值均出现在弹条弯折处后端大圆弧内侧,确定其为应力集中点,即弹条最危险的位置。通过对比不同大小的荷载产生的应力值与弹条的屈服强度相比较,得知25 kN荷载下,弹条所受最大应力为1568.2 MPa,接近WJ-7型扣件的屈服强度,当荷载为27.5 kN时,弹条所受最大应力值超过弹条本身屈服强度,由此得出,WJ-7型扣件安装的最佳应力为25 kN,且分析得出WJ-7型扣件弹条所受应力值与施加荷载成正比关系。     

高铁扣件弹条疲劳断裂原因分析

通过对WJ-7型扣件中60Si2MnA弹条在拉伸-扭转试验过程发生断裂的原因进行分析和数值模拟研究,得出弹条断裂的原因.对60Si2MnA弹条承受的荷载进行分析可知,WJ-7型扣件在铁垫板与弹条后端接触区域内弯处应力集中最大,是造成弹条断裂破坏的主要原因之一,而弹条断裂的根本原因是弹条长期处于极限强度下工作,使弹条最终...     

WJ-7型扣件弹条试验及疲劳性能研究

通过对WJ-7型弹条进行试验研究,采用两种方法控制施加荷载,一种是施加不同大小的荷载,从32.5 kN开始以2.5 kN为增量增加到37.5 kN;另一种是通过施加不同荷载所对应的位移幅值来控制,将荷载从32.5 kN增加至37.5 kN,其中以25 kN时的平衡位置为中值并作为控制位移。通过线性拟合和指数拟合得出结论可知,在压力控制下,37.5 kN荷载时试样寿命较短,弹条产生塑性变形,弹条扣压力小于正常扣压力值9 kN,中圈位移接近位移上限,弹条失效。32.5 kN荷载时疲劳循环次数增多,但曲线变化趋势不变,弹条最终失效断裂。对于以荷载对应的位移幅值控制的弹条,整体变化情况与压力控制下相似,但扣压力和中圈位移的变化范围相对于压力控制下增大,变化趋势与压力控制下一致,最终均以弹条扣压力9 kN、弹条中圈位移接近上限而失效断裂。     

饱水煤样巴西劈裂强度和能量特征试验研究

针对赵固二矿二1煤层煤样在自然和饱水状态下进行巴西劈裂试验,分析了饱水对煤体劈裂强度和能量特征的影响。试验结果表明:加载过程采用载荷控制时峰值前拉应力与时间呈良好线性关系,达到峰值后应力瞬间跌落为零,表现出明显脆性破坏特征;采用位移控制时峰值前拉应力与时间呈非线性关系,峰值后出现分次破坏特征,但两种控制方式在试验破坏前没有本质区别;并得出两种状态下煤样抗拉强度和峰值能率存在差异,自然状态下抗拉强度为1.52MPa,峰值能率为881J/m2,但饱水后,煤样抗拉强度平均软化系数为0.65,平均峰值能率降幅为36.0%;两种状态下煤样抗拉强度与峰值能率大致呈线性关系,表明煤样抗拉强度越高,需要更多能量才能使煤样劈裂破坏。     

扣件式钢管模板支架稳定承载力修正系数研究

通过分析6种单榀试验模型得出扣件式钢管模板支架的稳定承载力修正系数.利用有限元软件ANSYS对单榀试验模型进行模拟,分别得到扣件式钢管模板支架节点为完全刚性和半刚性的稳定承载力,进而得到由有限元计算所得稳定承载力修正系数.试验所得的稳定承载力修正系数和有限元计算所得的修正系数具有较好的一致性.因此,采用稳定承载力修正系数,能够较方便地得出扣件式钢管模板支架节点为完全刚性和半刚性的稳定承载力之间的关系.     

球形容器在爆炸试验中的安全性模拟分析

从评估爆炸球容器在气体爆炸试验中安全性角度,运用Ansys软件的瞬态动力学模块,进行了内部爆炸冲击载荷作用下的爆炸球容器应力分布的有限元数值模拟分析.对16 MnR材料的空心球体与4实心圆柱体的模型采用Solid 45单元划分网格, 并在球内加载峰值应力为0.8 MPa的渐变载荷, 在爆炸过程的0.4 s内, 得到最大 Von Mises 等效应力为75.651 MPa,小于16 MnR屈服极限325 MPa.计算结果表明了爆炸球试验的安全可行性.     

下向进路回采钢筋混凝土假顶稳定性分析

〗为确保下向进路采场高效安全回采,采用ABAQUS的损伤塑性模型对下向进路钢筋混凝土假顶进行稳定性分析,得到假顶的应力与位移分布规律,分别从假顶的应力分布、变形量对不同进路尺寸及假顶厚度的影响进行比较分析。结果表明,进路假顶产生的最大拉应力（089MPa）小于混凝土层的抗拉强度（127MPa）;最大压应力（416 MPa）小于混凝土层的抗压强度（119MPa）;假顶底部最易被拉裂位置为偏离假顶中央(05~1)m处;钢筋承载了大部分拉应力,受拉性能得到充分利用。在进路尺寸为3m×3m或者4m×3m时假顶厚度取06m,进路尺寸为4m×4m时假顶厚度取08m,假顶最大拉应力值均未超过混凝土的抗拉强度值,此时假顶较为稳定,便于进路维护与提高回采强度。研究结果对下向进路采场的安全生产提供技术保障。     

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。     

海洋石油平台吊艇架结构安全评估

海洋石油平台吊艇架结构安全直接关系到整个平台的救逃生。为全面评估吊艇架结构承载安全性,采用ABAQUS有限元软件进行吊艇架结构动静态力学分析,并在现场进行无损探伤及功能试验。研究结果表明:吊艇架结构在2.2倍工作负荷下最大等效应力为70.81 MPa,满足强度要求;最大位移3.38 mm,变形较小;模态分析显示吊艇架结构自振频率较大;吊艇架结构关键焊缝及应力集中部位无缺陷,救生艇升降时吊艇架无明显变形及异常。通过对吊艇架结构的有限元分析及现场检验,为吊艇架的安全评估提供了一种新的思路。     

空区处理与残矿回采对围岩及地表影响的数值模拟分析

为了提高矿山企业开采的生产效益及确保施工中设备人员的生命财产安全,采用现场声波测试试验与室内物理力学试验得出的力学参数,应用FLAC3D数值模拟软件,在空区顶板-矿柱体系简化为弹性矩形薄板-H-K体流变力学模型的基础上,分析空区处理与残矿回采对围岩及地表的影响规律。结果表明:矿区三中段充填回采过程中压应力最大值出现在Ⅲ-10开采之后,右帮壁形成了9. 8 MPa的压应力集中区;拉应力区域主要存在于充填体内,且大部分拉应力超过了充填体抗拉强度幅值0. 12 MPa;地表移动带范围内垂直方向位移保持在0～1 mm。实际施工中应采取加强充填体强度达0. 27 MPa以上或保留部分矿体支撑顶板等措施确保回采安全。     

力磁效应下螺栓拉伸过程中磁信号检测试验

为探究高压设备在承压过程中法兰连接处螺栓受应力情况，基于力磁耦合效应，结合对螺栓拉伸过程中应力分布的有限元仿真，对螺栓进行了轴向拉伸过程中的应力检测，探究了螺纹连接不同位置的磁信号在拉伸过程的变化。试验结果表明:螺母前几扣处应力较大，后几扣处几乎没有应力集中；对螺栓六角头进行磁信号检测，发现六角头处应力集中不明显；对比42CrMo及35CrMo材料试样在相同拉伸及卸载载荷情况下的磁信号，反映了不同材料应力增大均可促进其磁信号发生变化；通过检测螺母有无铁磁性时螺栓拉伸过程中的磁信号，发现螺母所受压应力对磁信号变化影响较大。结果对工程应用磁信号检测金属法兰密封性具有指导性作用。     

高窄型充填采场内的拱效应及应力分布状态研究

以地下矿山充填采场为研究对象,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对高 窄型垂直和倾斜充填采场内的拱效应及应力分布状态进行了研究。研究结果表明:实例 中高窄型采场内充填体的自重应力为1.06 MPa,经拱效应转移后,底板处的垂直应力仅 为0.35 MPa ;改进的马斯顿理论计算倾角小于80°的充填采场应力分布情况时结果偏 大;采场倾角越大,高窄型充填体内拱效应越明显,靠近围岩两帮处的应力值也越大, 而采场中线处的水平应力几乎不受影响。对高窄型采场内充填体的目标强度进行设计时 ,应考虑拱效应对其自重应力的转移作用,以降低相关经济技术指标。     

基于名义应力法的桥式起重机用钢丝绳疲劳寿命估算

为保证桥式起重机提升作业安全性,以32 t×42 m双梁桥式起重机用钢丝绳为研究对象,采用名义应力法估算其承载额定载荷和平均载荷时的疲劳寿命。通过有限元数值算法得到钢丝绳应力分布,确定可能发生疲劳破坏的部位在钢丝绳与绳芯接触处,应力分别为1 112.3,605.52 MPa,寿命分别为1 426.3,106次。根据钢丝绳材料的S-N曲线,通过应力集中系数、尺寸系数、加载方式和平均应力修正,得到基于名义应力法的疲劳寿命计算模型,计算得到疲劳寿命分别为1 390.9,8.19×105次,与有限元数值算法得到的寿命相差为2.48%,18.1%,阐明了名义应力法估算钢丝绳疲劳寿命的可行性。     

加氢反应器裙座热箱的辐射传热分析与安全性评定

加氢反应器裙座热箱结构对底封头与裙座连接处的应力影响较大,需采用有限元法进行详细的温度场与应力场分析。本文采用APDL语言建立了裙座热箱结构的有限元模型,分别对其在机械载荷、机械载荷与热载荷耦合作用下进行了应力分析,并按照JB 4732标准对关键位置进行了应力强度评定。计算结果表明温度场的施加对结构等效应力影响较大;直接施加地震、风以及偏心载荷产生的弯矩与施加弯矩产生的等效应力得出的结构总应力和应力线性化结果基本一致。计算的方法与结果为该类反应器裙座的设计提供了一定参考依据。     

应力-渗流作用下煤体变形特性试验研究

为探究瓦斯压力、围岩应力变化引起煤体变形规律,利用自行研制的应力-渗流-解吸煤体变形试验装置,以铁新煤矿9号煤为研究对象,开展应力、渗流作用下煤体变形试验,根据试验结果分析围压和孔隙压力对煤体变形影响的显著程度。结果表明:围压自15 MPa起,在以2 MPa/次梯度递减至5 MPa的过程中,煤体的径向应变呈线性减小,纵向应变呈线性增加趋势;围压为定值时,煤体变形与孔隙压力的关系满足二次函数;煤体径向变形和孔隙压力、围压的关系满足二元二次函数,且围压对煤体变形的影响比孔隙压力更显著。     

磁化作用对水性质的影响规律及喷雾除尘性能优化研究

为研究磁化水除尘的最佳磁化条件,提高水的利用率,通过实验得出不同磁化条件下水的表面张力、黏度;然后采用AN-SYS Fluent进行数值模拟得出磁化水降尘性能最佳时的喷雾压力和磁化条件.研究结果表明:当喷射压力为5 MPa时未磁化水的喷雾浓度较大、粒径较小;在此压力下,磁场强度为150 mT、磁化时间为80 s时,磁化...     

基于三维模型的螺杆钻具传动轴螺纹强度评价研究

为了研究螺杆钻具传动轴在三维井眼轨迹空间中的受力状态,根据螺纹连接的有限元控制方程,建立1种带螺旋升角的直扣螺纹力学模型,采用有限元方法对其进行计算,研究相应工况下连接螺纹的强度,结果表明:分别在压缩、扭转、弯扭组合载荷作用下,公扣螺纹端整体受到的应力比母扣螺纹要大3~4倍;压缩载荷也是连接螺纹粘扣的重要原因;传动轴接头受到弯扭组合作用的影响最大,其次为扭矩载荷,影响最小的是压缩载荷;长期在弯扭载荷作用下工作,会导致螺纹接头发生屈服破坏。以上结论有助于对传动轴的力学强度进行定性和定量判断,为进一步研究传动轴连接螺纹的受力提供了1种新的认识。     

弱胶结软岩巷道高分子改性树脂注浆加固技术研究*

为解决弱胶结软岩胶结性差、力学强度低、遇水易软化带来的巷道围岩变形量大的问题,以王洼二矿为例,结合试验巷道围岩条件和注浆加固支护技术特点,提出高分子改性树脂注浆加固方案;并采用室内注浆加固体力学性能试验验证方案的可行性。结果表明:现场围岩单轴抗压强度平均值22.74 MPa、抗拉强度平均值0.674 MPa,高分子改性树脂注浆材料对围岩加固体单轴抗压强度影响不大,但加固体抗拉强度平均值3.07 MPa,相比原岩抗拉强度提高355.5%;现场试验顶板、两帮围岩变形量由之前的大变形逐渐控制在100 mm以内,注浆后30 d基本趋于稳定。研究结果对软岩巷道支护设计和施工具有一定的实际指导意义。     

造纸机扬克烘缸爆炸原因分析及有限元数值模拟

通过扬克烘缸爆炸的实例,对爆炸碎片进行了系列分析。结合扬克烘缸在运行时受温差应力的影响。得出烘缸爆炸的原因缸体存在不连续的受力面、烘缸在运行中受到较大的温差应力。在某个瞬间,温差应力、环向内应力与缺陷处应力集中的峰值应力叠加超过了缸体材料的抗拉强度值造成开裂爆炸。同时利用ANSYS有限元数值模拟分析,证明了温差应力在大型厚壁烘缸中重要影响,进一步验证烘缸的爆炸理论分析的合理性。     

天然气管道局部等效应力及塑性变形评估

为了研究腐蚀及地面运动对埋地天然气管线安全性的协同影响,以X80管道为研 究对象,模拟腐蚀缺陷及土壤力作用于管道之上,利用有限元方法对有腐蚀缺陷与预应 变情况下的管道局部等效应力及塑性变形进行评估,结果表明腐蚀缺陷的深度对局部应 力和应力分布影响非常明显,在失效压力预测中起着决定性作用。随着腐蚀深度的增加 ,应力集中增强,导致内表面和外表面的等效应力大小进一步分化,腐蚀深度的增加对 管道内表面的等效应力的影响很大,但对有效塑性应变的影响却不大。模拟管道上施加 有纵向应变的土壤力,不论拉伸与压缩的情况下,都会降低管道的失效压力,在施加拉 伸预应变下的管道失效压力小于压缩预应变下的。塑性变形首先发生在外表面处,并扩 展到腐蚀缺陷相邻区域,管道内表面也具有一定的塑性变形,但强度低。