风力机塔筒结构纵焊缝疲劳寿命预测

塔筒作为大型风电机组的重要基础部件,其焊接部分的疲劳性能直接影响风电机组的安全可靠运行。提出了预测塔筒结构纵焊缝疲劳寿命的方法,在其满足极限强度的前提下,通过DIN18800-4截面应力计算获得各工况时序应力,结合雨流计数法和Miner线性累积损伤理论,预测塔筒纵焊缝疲劳寿命。结果表明:塔筒结构满足设计要求,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于有限元的钢制烘缸应力计算与评定

为研究一台带内拉筒的钢制焊接烘缸的应力分布情况和结构安全性,采用有限元法,对烘缸的应力进行了有限 元计算和分析,得到了烘缸的应力分布图,并对危险区域的应力强度进行了分析和评定。结果表明：最大应力出现在烘 缸盖板与外筒体及内拉筒连接处的环带和盖板人孔开孔处的内侧区域,该区域是影响结构安全的危险区域。     

基于ANSYS软件对压力容器开孔接管区的应力与疲劳分析

文章利用ANSYS有限元软件对压力容器开孔接管区进行应力分析，获得了开孔接管区的应力强度分布图，得到最大应力发生在筒体最高位置与接管的连接处，[HTK]最大应力强度值为247.478 MPa。然后利用ANSYS进行疲劳寿命分析，将有限元方法与疲劳寿命分析理论相结合，得到累积使用系数均小于1，即开孔接管部位满足疲劳强度的要求，因此该容器是安全的。通过此次分析再次证明了ANSYS软件为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。     

基于ANSYS的压力容器表面凹坑缺陷安全评定分析

采用通用有限元程序ANSYS建立了移动式压力容器筒体外壁表面凹坑（轴向和周向）的有限元模型。结合筒体表面凹坑的应力理论计算，研究探讨了在恒定内压下，筒体表面凹坑缺陷处的应力分布与凹坑几何尺寸之间的关系。以第三强度理论作为仿真终止判据，获取凹坑各几何参量的阈值，利用MATLAB对阈值进行最小二乘拟合，绘制出凹坑缺陷的安全评估参考曲线。拟合结果表明：轴向和周向凹坑对筒体局部结构强度的影响不同，对应的安全评估参考曲线存在区别。     

基于AN SYS的矩形容器强度分析及结构优化

针对传统的矩形容器设计方法存在的局限性以及设计过于保守的弊端,提出了利用ANSYS分析软件对矩形截面容器结构进行强度分析和疲劳分析,并得到了该矩形容器结构应力分布规律,最大应力发生在筒体的倒圆角处且最大应力强度值为279. 409 MPa。在满足强度和抗疲劳性能的要求下,以矩形容器结构的质量最轻为目标函数,利用ANSYS优化模块对矩形容器结构进行优化分析,使得优化后质量降低18. 86%,有效的降低了制造生产成本,提高企业经济效益。     

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。     

分离机转鼓强度评定方法的对比研究

针对传统分离机转鼓的强度算法偏于保守,无法准确进行强度评定的缺点,将应力分析设计方法应用于转鼓的 强度评定。基于ANSYS Workhench有限元软件建立碟式分离机转鼓组件的有限元模型,进行正常工况下的静力分析,获 得转鼓筒体的应力和变形分布结果,并分别基于传统强度理论和应力分析设计方法对转鼓筒体的应力进行评定。分析 表明基于应力分析设计方法可以获得更加合理的评定结果,对建立分离机转鼓强度评定准则具有一定的指导意义。     

基于ANSYS中Monte-Carlo法对带局部夹套卧式容器的可靠性分析

利用ANSYS有限元软件对带局部夹套卧式容器进行应力分析,获得了卧式容器的应力强度分布图,可知该卧式容器的最大应力强度发生在夹套堵板与筒体连接位置靠上的部分,最大应力强度为208.628 MPa。然后利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗（MonteCarlo）法来分析该卧式容器的可靠性,经过分析,获得了卧式容器在置信度为95%的情形下,初值极限状态Z<0的概率平均值为2.622 54%,即说明容器的可靠度为97.377 46%,并绘制了Z在置信度为95%的情形下的输出结果参数的灵敏度图。通过此次分析证明了该卧式容器是安全的,再次证明了ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法对复杂结构进行可靠性分析是可行的,为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。     

斜拉桥索梁锚固结构疲劳性能的试验研究

斜拉桥在动荷载作用下,索力随时间变化,疲劳应力对主梁主索梁锚固结构产生的影响较大,锚固结构及附近区域的疲劳性能如何,是设计和施工中必须解决的问题,针对某大跨度索梁锚结构,对该问题进行了疲劳试验,结合有限元计算,得出了一些有益的结论。     

筒段有限元法

使用连续化模型和有限元方法,对筒体结构剪力滞效应进行计算分析,使计算过程简化,计算精度满足初步设计要求.     

基于损伤力学的风力机塔筒法兰联接螺栓疲劳寿命分析

风力机塔筒法兰联接螺栓作为风电机组重要的联接件,其疲劳强度直接影响结构的承载能力、安全性能和疲劳寿命。针对法兰整圈分布螺栓数目较多、螺纹有限元分析过程复杂、螺栓内应力计算困难等问题,以某2.0MW直驱型风力机塔筒第三法兰段联接螺栓为研究对象,采用工程算法对其进行疲劳寿命分析。结果表明:所提出的方法和流程在塔筒法兰联接螺栓疲劳寿命分析上具有可行性和有效性。     

基于ANSYS二次开发求解实体单元内力在港口工程中的应用

在依据规范对混凝土块体进行配筋计算时,需要求得该块体的内力。而有些混凝土块体结构非常不规则,一般采用有限元软件进行计算。当采用有限元软件ANSYS对复杂结构进行分析时,需要采用实体单元。而ANSYS软件不能直接输出实体单元的内力图,需要进行二次开发。介绍了力学中将应力转为内力的计算原理,并应用于ANSYS二次开发中求解实体单元的内力。结合实际工程,求出了实体单元的弯矩图和扭矩图。结果表明,此求解实体单元内力图程序具有很好的适用性和通用性,可以应用于ANSYS分析港口工程中。     

基于极限载荷分析法的矩形容器结构优化

针对矩形容器常规计算时的局限性,笔者提出了基于极限载荷分析法的矩形容器结构优化方法。首先对矩形结构腔体进行了非线性有限元分析,采用牛顿迭代法得到最危险处的载荷 位移曲线,进而通过2倍弹性斜率法求得该结构的极限载荷值,结合正交试验设计法,考察主要参数筒体厚度、加强筋厚度、加强筋高度对结构极限载荷的影响。研究结果表明:加强筋厚度对极限载荷影响最大,其次是加强筋高度、筒体厚度,在满足结构极限承载能力与疲劳强度的基础上,最优方案矩形腔体结构质量减少了43.5%。[JP2]该优化方法效果明显,为今后基于极限载荷的优化设计方法提供了参考。     

基于ANSYS的固体火箭发动机珠承喷管摆动接头的有限元分析

本文应用AN SY S有限元分析软件,完成了对某型号固体火箭发动机珠承喷管摆动接头的有限元分析.得到了该构件在受外部均布载荷和内部集中载荷作用下的位移、应力、应变的有限元解.并对计算结果进行了分析.此计算结果和分析对该摆动接头结构的进一步改进提供了参考依据.     

砌体结构温度应力的有限元分析

结合砌体结构温度裂缝的成因及计算方法，根据工程实例，采用ANSYS有限元分析软件对结构整体进行了温度应力的有限元分析。通过与实际情况和简化计算结果进行对比，验证了温度应力有限元分析的可靠性和优越性。     

圆柱壳双开孔接管结构的应力分布研究

针对化工过程装备中经常遇到的圆柱壳双开孔接管结构,采用有限元分析方法获得轴向和环向双开孔接管结构的应力集中系数分布图。分析结果表明,开孔率和开孔间距大小是影响筒体开孔接管区应力分布的主要因素。开孔率决定了开孔影响区的范围以及结构的最大应力集中系数,而开孔间距的变化直接影响到筒体孔桥部位上最大应力水平。研究结果为此类结构安全评定及优化设计提供有效手段。     

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。     

碟式分离机高速转鼓ANSYS应力分析及实测验证

为了分析碟式分离机的转鼓体应力分布的情况，课题组应用ANSYS有限元分析法建立了转鼓的分析模型。锁环螺纹联接、转鼓内装件都会对转鼓体应力分布及大小产生直接影响，因此，对包含内装件的真实转鼓进行了建模仿真分析。探讨了薄厚碟片组对转鼓体应力场与位移场的影响，并利用光学法数字图像相关（DIC）非接触测量仪器及专用软件，对空载转鼓体外圆壁面的位移场分布进行了实测。研究结果表明：该碟式分离机转鼓体的应变（位移）场的仿真分析结果与实测结果的位移场分布规律相近；转鼓体内侧底部处的应力负荷最大处位于靠近碟片架内侧处；依据实测数据有待对有限元分析模型的建模方法做进一步的改进。研究结果对碟式分离机转鼓的结构优化、复杂组合结构的转鼓总成的有限元建模具有直接的参考作用。     

柴油机铝合金气缸盖热机耦合疲劳损伤分析

针对某型高功率密度柴油机铝合金气缸盖,建立有限元模型,采用Abaqus计算结构温度场及应力场。以热机耦合应力场结果为基础,并考虑温度对材料性能的影响,计算气缸盖热机耦合疲劳损伤。由分析结果可知:在热机耦合加载条件下,气缸盖应力值最大为179MPa,位于气缸盖鼻梁区,考虑温度对铝合金材料强度的弱化影响,该值满足材料静强度要求。疲劳寿命分析结果表明:气缸盖危险区域的最大损伤值(对数值)为-4.54;气缸盖鼻梁区产生裂纹的主要原因是该处热机耦合疲劳载荷引起的应力集中。     

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。