深海逃逸舱对接面O形圈的密封性能及力学特性

以深海逃逸舱O形密封圈为研究对象,采用ABAQUS软件建立2维轴对称有限元模型,针对O形圈的安装预压缩、单侧海水施压和双侧海水施压3种工况开展密封性能及力学特性研究,并以O形圈截面直径、压缩率和海水环境压力为变量因素分析其对O形圈密封性能和力学特性的影响。结果表明:所选O形圈在特定变量范围内的密封性能良好,不发生失效现象;O形圈安装预紧力随其截面直径、压缩率的增大而显著增大;逃逸舱解脱过程中,O形圈对其产生的作用合力表现为对对接法兰面的顶推力,该顶推力有利于逃逸舱解脱,且其大小随O形圈直径和压缩率的增大而增大。研究结论可为逃逸舱连接及解脱装置的设计提供参考依据。     

高承压气密闸门双道燕尾槽密封结构的有限元分析

针对承压气密闸门双道燕尾槽密封结构，采用ANSYS Workbench对该结构中O形密封圈的Von Mises应力和最大接触压力与压缩率的关系进行了研究。基于预紧状态和工作状态，对橡胶条在压缩率为3%、5%、8%、10%、13%、16%、18%和21%等工况下的受力情况进行了有限元分析。结果表明：预紧状态下，压缩率越大，橡胶圈内部应力越大，可能发生失效的区域也越大，压缩率过大则会导致密封圈从内部发生破坏而失效；工作状态下，当压缩率η＞13%时，可避免密封圈被挤入上法兰面、下法兰面的间隙而造成密封失效。各接触面的接触压力均满足密封要求，是较为理想的压缩率设计值。     

新型自动密封蝶阀

本文通过比较蝶阀的几种密封方式,主要介绍了自动密封蝶阀的密封原理及其关键部件的设计。自动密封蝶阀巧妙地利用梭阀使管道高压端流通介质进入空心“O”形橡胶密封圈。密封圈与蝶板密封面之间的接触压力随介质压力的升高而升高。最高工作压力可达到3MPa以上,且特别适用于变工况下工作。     

O形密封圈的失效及其对策

在船舶修理中,因O形圈密封失效而引起的液压缸、油泵、水泵、操纵阀等故障较为普遍,文章通过对O形圈密封失效进行分析,找出原因,排除故障,从而保障船舶的安全运行。同时通过实例,对于O形圈正确、科学地使用,也提出了建议。     

三峡升船机船厢门侧止水应力特性数值模拟及结构优化

为查明三峡升船机船厢门侧止水聚四氟乙烯减摩层敷面磨损原因，根据船厢门实际运行工况，建立船厢门侧止水非线性有限元计算模型，通过模拟船厢门挡水与启闭工况，分析计算了不同橡胶材料和预压缩量对船厢门侧止水P头的最大接触应力、正压力及最大偏移量的影响。结果表明，船厢门侧止水P头的接触应力、正压力和最大偏移量均随着橡胶材料的硬度降低而减小，挡水水头越低，材料硬度的敏感程度越高；接触应力和正压力均随预压缩量的增加而增大，特别是预压缩阶段，正压力随着预压缩量的增加而显著增大。最后提出，通过优化侧止水橡胶材料、减小预压缩量等方法可减缓船厢门侧止水聚四氟乙烯减摩层敷面的磨损。     

船用水润滑斜面平台瓦推力轴承润滑性能研究

结合数值分析和有限元的方法,研究船用水润滑斜面平台瓦推力轴承瓦块倾角和斜面平台比对最小水膜厚度、最大水膜压力、瓦块功耗、摩擦因数、瓦块最高温度和最大热弹性变形的影响。研究表明:最小水膜厚度随瓦块倾角的增加而增加,随斜面平台比的增加而减小;最大水膜压力随瓦块倾角的增加而增加,当斜面平台比为0.8时,最大水膜压力最小;瓦块功耗、摩擦因数和最高温度随瓦块倾角的增加而减小,随斜面平台比的增加而增加;瓦块最大热弹性变形随瓦块倾角的增加而呈先减小后增大的趋势,随斜面平台比的增加呈先增大后减小的趋势。     

玻璃钢渔船帽形骨材顶角变化对应力集中的影响

文章采用有限元方法,以玻璃钢渔船帽形骨材的剖面顶角α的值为变量,建立系列有限元模型,比较分析它们在相同载荷和边界条件作用下的计算结果,探讨顶角对根部应力集中的影响。研究表明,帽形骨材腹板与壁板连接处的应力在一定范围内,随顶角α值的增大而减小,但大于某极值以后,又会迅速增大,即帽形骨材腹板与壁板连接处的应力存在着一个最小的极值点。文章的研究方法以及所得到的规律对玻璃钢渔船帽形骨材的设计具有一定的参考价值。     

水下真空预压的加固机理及其密封铺膜施工工艺

水下真空预压与真空联合膜上覆水预压在应力状态和加固机理方面有着本质区别。水下真空预压过程中总应力不变,真空联合膜上覆水预压过程中土体总应力随膜上覆水厚度的增大而增大。水下真空预压的加固机理与陆上真空预压相同,即总应力不变的情况下,抽真空减小孔隙水压力,从而增大有效应力。水下真空预压前后的有效应力增长幅值与水深无关,其理论最大值为100 kPa。水下真空预压的关键施工工艺主要包括铺膜及密封工艺、真空泵选型与布置。从加固效果好的角度,应该采用类似挪威现场试验的密封膜密封和射流泵抽真空的组合,但水下真空预压施工的现场影响因素复杂,须根据现场实际情况选择性价比最优的方案。水下真空预压密封膜铺设装置专利技术集密封、滤管、出膜装置等功能于一体,实现完全水下环境下的密封膜的铺设及密封,减少水下作业,尤其适用于海上风电领域吸力桶基础的小范围的海底软黏土加固。     

船用LNG装卸臂旋转接头滚珠数量优化研究

旋转接头用于实现船用LNG装卸臂低温管路系统的旋转动态密封,是船用LNG装卸臂的核心部件.本文基于Abaqus有限元软件对LNG装卸臂旋转接头整体进行静力学承载仿真,分别针对双排滚道滚珠数目146、120、100、80、60进行仿真计算.结果表明上下排滚珠的最大切应力和最大等效应力随滚珠数目的增加先减小后增大,最佳滚珠数目为120.最后根据滚珠的最大接触应力与最大切应力之间的关系,总结针对旋转接头滚珠应力的数值模型.     

考虑静偏应力影响的含粉粒砂土循环与循环后特性研究

针对不同粉粒含量砂土,开展了一系列考虑初始静偏应力作用的不排水动三轴试验,对粉砂土循环及循环后特性进行了研究。试验结果表明,在控制相同的状态参数下,试样的循环剪切强度随粉粒含量升高先增大后减小,一般在静剪应力比SSR=0.1处动强度达到最大值。试样循环后的单调剪切强度受其先期循环加载阶段的响应模式和静偏应力大小的影响。当初始偏应力较大或发生残余变形累积循环响应时,试样表现出应变硬化,其在后续单调剪切阶段强度有所提高;而当先期循环阶段试样发生流动破坏且初始偏应力较小时,试样的单调剪切强度将会降低。特别地,当初始静偏应力比较大时,试样在再循环阶段的动强度较其先期动强度有所增大。     

不同围压条件下淤泥质黏土蠕变力学特性试验及模拟

淤泥质黏土是码头工程常见地基土,其蠕变特性与码头地基稳定性紧密关联。为研究不同围压条件下的淤泥质黏土蠕变力学特性,对其开展固结排水三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Mesri和Log-Modified模型模拟淤泥质黏土的蠕变力学行为,得到蠕变经验模型,并对比两个模型的辨识效果。结果表明,同一围压下,随着轴压的提升,轴向应变逐渐递增,初始和稳态蠕变速率均呈线性递增趋势;同一加载等级下,围压和轴压的升高促进轴向应变的增长,较高轴压和围压条件下初始、稳态蠕变速率均始终大于较低轴压和围压条件;淤泥质黏土等时轴压-轴向应变曲线近似双曲线,具有明显的非线性特征;Mesri蠕变经验模型辨识效果优于Log-Modified蠕变经验模型。     

深圳湾海积软土的蠕变特性与本构模型研究

论证海积软土的蠕变特性,针对深圳湾软土在固结仪上进行一维侧限压缩蠕变试验,并建立了可描述软土蠕变特性的本构模型。结果表明,深圳软土的蠕变变形主要是瞬时变形和衰减蠕变变形,应力越大蠕变效应越明显。且蠕变表现为非线性特性,应力水平越高,非线性特征越显著,剪切蠕变特征复杂。Burgers模型可以较好地描述深圳软土的蠕变特性,特别是衰减蠕变阶段与稳定蠕变阶段拟合效果良好。研究还表明,稳定蠕变变形受应力水平影响显著,表现为固结应力越大,稳定蠕变变形量越大,达到稳定标准的时间也越长。这也说明实际工程中,当土体承受较大荷载时,必须考虑因蠕变变形对建筑物的危害作用。     

新型水下RTP管楔块夹紧式接头设计与分析研究

针对适用于水下的6英寸非金属粘结性RTP管,设计了新型的楔块夹紧式接头。使用SolidWorks软件进行了结构设计,并基于有限元理论建立了有限元分析模型,采用ABAQUS有限元分析软件对楔块夹紧式接头系统在极限工作内压和轴向拉伸条件下进行静态分析。得到了该新型楔块夹紧式接头系统在极限工作内压条件下的Von Mises应力、接触应力和剪切应力,并按照DNV设计规范对接头所受应力进行校核,验证了新型楔块夹紧式接头系统的设计可行性与结构可靠性,同时探究了该楔块夹紧式接头在设计制造以及安装时遇到的一些问题,给出了相关的设计、加工、安装和使用方面的建议,为国内水下油气管线的发展和使用提供帮助。     

Pe=3．0MPa柴油机工作过程组织研究

针对230单缸机进进Pe=3.0MPa工作过程组织的研究.采用高压缩比、低压力升高比的工作过程组织方式,通过工作过程计算、油气室匹配三维CFD计算、多方案对比试验等多种研究手段对工作过程影响参数进行分析研究,并在230单缸机试验中得到了和计算分析相一致的结果:230单缸机上达到了预期的性能指标,实现了近似定压过程,压力升高比控制在1.3.     

Strength of ship plates under combined loading

Strength of ship plates plays a significant role in the ultimate strength analysis of ship structures. In recent years several authors have proposed simplified analytical methods to calculate the ultimate strength of unstiffened plates. The majority of these investigations deal with plates subjected to longitudinal compression only. For real ship structural plating, the most general loading case is a combination of longitudinal stress, transverse stress, shear stress and lateral pressure. In this paper, the simplified analytical method is generalized to deal with such combined load cases. The obtained results indicate that the simplified analytical method is able to determine the ultimate strength of unstiffened plates with imperfections in the form of welding-induced residual stresses and geometric deflections subjected to combined loads. Comparisons with experimental results show that the procedure has sufficient accuracy for practical applications in design.     

土与混凝土板接触面剪切试验研究

通过黏土与混凝土板接触面大型单剪试验和直剪试验,得到应力应变(位移)曲线以及抗剪强度曲线。两种试验的过程中都存在接触面积减小、应力不均匀以及土样实际位移小于所测位移的现象;单剪试验应力应变曲线呈应变硬化型,直剪试验应力位移曲线呈略微软化型;单剪试验的凝聚力大于直剪试验的凝聚力,单剪试验的摩擦角小于直剪试验的摩擦角;作用于结构面上的法向土压力较小时,接触面的破坏发生在土与结构的交界面上,法向土压力较大时,破坏发生在土与结构交界面附近的土体内。因此,在工程设计计算时,应根据情况取用不同的计算参数。     

Corrosion of working chains continuously immersed in seawater

Chains used in the offshore industry typically are exposed to continued high rates of corrosion, in part due to the working of the chain not permitting a build up of protective rusts. Herein, a procedure is described for estimating the corrosion loss of low-alloy steel chain under continued immersion corrosion conditions. The procedure is based on extensive recent investigations of the effects of water temperature, salinity, water velocity, and surface roughness on steel corrosion under field conditions. Since the working of the chain does not allow corrosion products (rust) to build up on the critical contact surfaces, erosion due to wear and abrasion can be estimated separately. Two example applications are given.     

基于大型高围压界面环剪仪的钢管桩-砂土界面剪切试验研究

为研究不同钢管桩基础与砂土界面剪切特性,研制一种新型桩土界面环剪仪,并基于此设备开展不同围压下钢管桩与均质细砂、福建砂、美国戴维斯砂的界面剪切试验.试验设计压力为200~800 kPa,通过测试分析桩土界面环形剪切时的扭力特征,探究不同桩土界面条件下的剪切应力应变关系.研究结果表明:界面剪切应力随剪切位移增大而增大并趋向稳定,但是在大应变的情况下,界面剪切应力有一定的波动.桩土界面剪切应力拐点对应的剪切位移及界面摩擦角随着法向应力的增加而增加,呈近似线性关系.     

变工况下船舶艉轴机械密封端面温度场数值分析

以变工况下的船舶艉轴机械密封环为研究对象,采用整体接触耦合法对其进行了热力耦合作用下的温度场有限元计算,重点介绍了船舶艉轴密封环稳态温度场数学计算模型和热流密度载荷的施加思路,依据接触表面的温度连续性条件对变工况时密封端面的接触状况及温度变化趋势进行了分析.结果表明:转速、海水压力以及载荷系数都是引起端面温升的重要原因,各工况下静、动环接触区温度相同,非接触区静环端面温度高于动环,且在热力耦合作用下,密封端面发生锥形变形,呈现开口间隙.