基于ANSYS的平板封头矩形大开孔优化设计

针对矩形大开孔的拱形平板封头处结构复杂,常规计算方法难以进行应力分析的问题,课题组提出使用ANSYS软件进行模拟计算,并采取MPC接触方式使T型加强筋与其它部件相连接,得到该结构应力分布规律。在满足强度要求与疲劳性能的基础上,使用ANSYS优化模块对结构进行优化设计。分析结果表明：平板封头矩形大开孔结构在优化后质量减少19.6 %,实现了轻量化的目标,有效降低了生产制造成本。     

凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化

针对凸形封头与筒体不连续引起局部范围内应力迅速增大，使压力容器强度削弱的现象，利用有限元分析软件ANSYS，以球形封头、椭圆形封头和碟形封头这3种凸形封头为研究对象，考察不连续现象对其应力分布和应力集中系数的影响，并对其进行优化。结果表明：3种凸形封头压力容器的最大应力出现在不连续区域；远离不连续区域，应力基本维持不变，为薄膜应力；3种凸形封头削边长度出现临界值；对3种凸形封头削边段进行优化，球形封头压力容器优化效果最理想。研究结果对于凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化有一定的参考意义。     

凸形封头压力容器优化设计

针对传统的化工行业压力容器壁厚较大,生产成本过高的情况,课题组利用ANSYS有限元软件,以凸形封头压力容器中的 椭圆形封头和碟形封头压力容器为研究对象,考察其应力分布和位移分布的特点,并进行优化设计。结果表明：在相同载荷下,椭圆形封头压力容器应力较小; 椭圆形封头压力容器短半轴的变化、碟形封头压力容器直边段内径的变化趋势与目标函数体积的最大值相一致;经过21次迭代得到压力容器的最优设计参数,优 化效果明显。研究结果对于压力容器的优化设计和材料的合理利用有一定的参考意义。     

横管式连续蒸煮系统用蒸煮管的优化设计

为了节约成本,优化结构,本文通过理论计算分析对比对大型蒸煮管的端盖、轴承等结构进行了优化,用凸面受内压的带法兰球冠封头取代传统的平盖封头,取消轴承座中的推力轴承。结果表明,优化后的蒸煮管结构更加合理,重量大大减轻,制造难度降低。     

涡旋压缩机异形封头可靠性设计

为评估异形封头结构在涡旋压缩机运行过程中的可靠性,参考压力容器椭圆形封头设计理论,采用常规设计方 法对封头进行了结构设计和强度校核;基于封头材料性能、结构尺寸等设计参数的分散性,将各参数作为正态分布的基 本变量,对封头结构进行了可靠性设计,并对基本变量分布参数的灵敏度进行分析。计算结果表明,与常规设计方法相 比,可靠性设计在确保结构安全性的前提下,同时保证了设计的经济性;影响封头可靠度的主要因素是材料屈服极限、工 作压力和壁厚。     

染色机换热器封头裂纹及产生机理

针对染色机换热器使用过程中封头出现横向裂纹缺陷的问题，课题组采用无损检测、理化分析方法对封头缺陷位置进行全面检验。检验结果发现：裂纹在外表面的扩展速率比内表面快；裂纹在马氏体组织内部扩展方向大致平行于细条，外表面直边段马氏体体积分数、硬度最大值是内表面的2倍左右。研究结果表明：在残余应力、机械划痕、形变马氏体组织以及氯离子环境共同作用下形成了氯化物应力腐蚀开裂。封头使用前应增加宏观、理化复检，建议有关国家标准中增加对奥氏体不锈钢冷加工后的铁素体质量分数限定。     

高压容器结构不连续区域的随机有限元分析

利用二阶矩法推导出圆柱壳和球壳基于弹性失效设计准则的中径公式的可靠度指标计算公式,并将其应用于一算例中。在此可靠性设计基础上建一圆柱壳和半球形封头连接的高压容器模型,然后利用ANSYS软件对其进行随机有限元分析,求出圆柱筒体与封头连接区的可靠度。结果表明:高压容器中圆柱筒体与封头连接区的可靠度远低于半球形封头与圆柱形筒体的可靠度。本文对输出的功能函数进行的灵敏度分析,可为结构参数的优化设计提供参考。     

基于有限元法的含裂纹平板应力强度因子研究

许多结构和设备由于材料本身原因或使用不当会产生表面裂纹。应力强度因子是用来判定含裂纹的设备或结 构是否会失稳甚至断裂的重要依据。文中选用存在表面裂纹的有限大平板,用1/4节点奇异单元,建立含表面半椭圆裂 纹的平板有限元模型,利用ANSYS对此模型进行应力强度因子的求解。建立不同的模型进行对比分析,得出不同的裂 纹长度、深度、板厚等因素对裂纹尖端应力强度因子的影响情况,以及应力强度因子沿裂纹前缘分布规律。发现裂尖处 应力强度因子随着裂纹长度的增加而减小,随着裂纹深度的增加而增大;裂纹前缘的应力强度因子,在裂纹最深处最大, 由裂纹尖端向裂纹最深处呈现逐渐增大的变化规律。     

车用压缩天然气全缠绕复合材料气瓶强度试验及数值模拟

对压缩天然气燃料汽车气瓶进行水压试验,考核其承压部件的强度,同时进行爆破试验,以确定其最小爆破压力和爆破部位.考虑了复合材料各向异性以及气瓶封头处纤维缠绕厚度变化的特点,采用有限元分析软件对车用压缩天然气全缠绕铝内衬复合气瓶在预紧压力、0压力、工作压力、水压试验压力和最小爆破压力作用下的应力分布情况对比国外相应标准进行了分析和研究,预测出该气瓶的实际爆破压力.结果证明,有限元分析的结果与实际情况吻合得较好.     

S30408标准椭圆形封头冷冲压塑性变形分布预测

鉴于封头最大塑性变形不能全面反映冷冲压残余影响,有必要对封头塑性变形的整体分布规律展开研究。针对 不同规格封头的冷冲压过程进行数值仿真,运用统计学方法,拟合出塑性变形分布规律的预测公式。通过开展封头冷冲 压成形试验,发现数值模拟和预测公式得出的封头厚度变化和经向塑性应变均能较好地与试验数据相吻合,从而验证了 预测公式的有效性。研究表明：封头等效塑性应变沿轴向的分布规律可用2段开口相反、平滑过渡的抛物线来描述;封 头厚度变化沿轴向的分布规律可用2段斜率不同的直线来表示。建立的封头塑性变形预测方法简洁可靠,可满足工程 实际的预测需求。     

高压容器筒体与封头连接区的疲劳计算

在高压容器筒体与封头连接区,由于几何形状的不连续容易产生应力集中并伴随有疲劳现象,因此对此类部件进行疲劳寿命评估是分析设计的一个重点。文章首先利用有限元软件对该结构进行了计算,结果显示在过渡段与筒体的连接处应力值最大。并针对该应力条件,参照JB473295对该部件进行了疲劳计算。最后通过有限元结构疲劳分析加以验证。     

非木纤维连蒸设备结构的改进

国内普遍采用横管连续蒸煮系统处理非木纤维,此过程中因设备结构不合理而出现备料过程漏料严重,出料不 匀的现象,还因为规模不断扩大导致蒸煮管尺寸变大,使得设备过于笨重。针对原设计平盖封头结构过厚,提出设备的 结构改进：过渡料仓采用双排设计的特殊结构散料辊、用螺旋收集原料后外送代替原倾斜皮带提升原料后外送;用外压 型凸型封头结构替代蒸煮管平盖封头结构。生产实际应用表明：改进设备结构后不仅解决了上述实际应用中的问题,而 且安全可靠、密封良好,制造成本更低。     

裂缝天线缝制造精度对电性能影响的预测

为了避免传统方法在分析结构因素对电性能影响时需要假设和近似处理的弊端,提出了根据平板裂缝天线生产制造中的数据,使用支持向量回归建立缝制造精度对电性能指标影响的预测方法。给出了一种以最小化支持向量回归的拟合能力和泛化能力为目标函数来选择支持向量回归机参数的方法,以方便该方法的工程应用。案例研究表明,该方法能够较准确地预测缝制造精度对电性能的影响;与传统的BP神经网络和最小二乘法对比,该方法具有更好的泛化能力,可以应用到平板裂缝天线的计算机辅助制造中。     

带裂纹自增强与非自增强高压容器的疲劳对比试验及失效分析

本文通过对带裂纹的高压容器进行自增强与非自增强的内压疲劳对比试验,研究了自增强处理方法对带裂纹高压容器疲劳寿命的影响。试验结果表明,自增强处理不但提高了内壁带裂纹的高压容器的疲劳寿命,而且在一定条件下也提高了内壁和外壁带裂纹的高压容器的疲劳寿命。同时自增强处理也能显著提高筒体与平板封头连接焊缝的疲劳寿命。根据试验结果,文中也对高压容器的疲劳失效特点作了分析。     

PCB离子阱质量分析器

目提出了一种利用普通印刷线路板(Printed Circuit Boards,PCB)加工构造离子阱质量分析器的新方法。用该方法制造的PCB离子阱仅由四块PCB平板电极和两块不锈钢薄片电极构成,具有结构简单、加工容易和价格低廉等优点,非常适合制造成低成本的便携式质谱仪。初步实验结果表明,应用这种方法所建造的PCB离子阱质谱仪系统,可以获得优于400的质量分辨率和300Thomson以上的质量扫描范围。     

任楼煤矿地应力测量与分析

本文介绍了空心包体应力解除法的基本原理和方法,并利用其对任楼煤矿地应力进行了测量。实测结果表明,任楼煤矿地应力以水平应力为主导,且水平应力大于铅直应力,并随深度的增加而增大。每个测点的应力状态与其所处的构造部位、岩体结构、岩性分布等有关。这些分布特征对矿井深部的巷道支护及矿井灾害的防治有着重要的指导意义。     

某公路桥梁梁板结构的加固与静载试验

文章结合对大跨度桥梁的梁板结构加固处理前后的静载试验,探讨了大跨度梁板结构应用粘贴碳纤维加固技术处理的可靠性.静载试验的内容是测定加固前后梁板结构的混凝土应力和挠度.静载试验结果表明,应用粘贴碳纤维加固技术可提高桥梁的强度和使用寿命,降低其应力和挠度.     

基于SolidWorks及ANSYS对集成块优化设计

为解决复杂液压阀块在传统设计制造过程中工作量大、易出错、效率低等困难,采用SolidWorks三维软件对其进 行设计和前处理,可提高工作效率,减轻工作强度。再结合ANSYS分析软件,对集成块进行强度应力分析,以保证制品 的可靠性。最终使阀决达到集成化程度高、性能优越的特点,达到优化设计的目的。     

新型粉末包装机往复式横封机构设计

传统的往复式横封机构有凸轮式和气缸式。针对凸轮式横封机构凸轮轮廓不合理容易引起震动和噪声,气缸式横封机构速度改变时存在较大冲击以及气缸密封性等问题,课题组提出了一种新型粉末包装机往复式横封机构。课题组采用解析法与三维软件相结合的方法对该机构进行研究,建立了粉末包装机往复式横封机构的数学模型,对横封机构的执行末端横封头进行了受力分析和运动学分析。通过SolidWorks软件进行三维建模,并运用SolidWorks Motion对横封机构的横封头进行了运动学模拟仿真。结果表明该横封机构具有平稳、噪声小等优点,可方便地进行调速,适应多种包装袋长的横封要求。     

工艺参数对防眩板注射残余应力的影响分析

残余应力会导致注塑制品出现应力痕、应力开裂,翘曲变形和后变形等问题,进而影响制品寿命,光学性能,电学性能和物理性能等。以防眩板为模型,利用Moldflow 软件采用有限元方法,系统分析了模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力及玻璃纤维含量对残余应力的影响。结果表明,随注射速率和模具温度的增加残余应力增加,随保压压力、玻璃纤维含量和熔体温度的增加残余应力减小,但各因素对残余应力的影响并不一样,按其敏感程度依次是熔体温度、玻璃纤维含量、保压压力、注射速率及模具温度。