基于子模型法的柴油机连杆有限元分析方法

采用有限元法对某型发动机连杆进行结构强度分析,阐述了在有限元计算中需要考虑的连杆部件几何模型,载荷边界条件及其处理方法。对于高强度螺栓,分别采用简化模型和精细子模型法进行分析并对比计算结果,结果显示简化模型和子模型法计算得到的螺纹位置应力分布截然不同,精细子模型能更真实地反映连杆螺栓在工作状态下的应力分布情况。最后对连杆进行疲劳强度校核,得到连杆疲劳寿命结果。从结果可以看出,该连杆的疲劳寿命满足永久寿命要求。     

卡箍式快开对接法兰结构分析

卡箍密封结构广泛应用于快开门盖结构,利用GB150 - 98及ASME规范中对筒体端部、卡箍等相关规定进行卡箍密封结构校核计算,指出了规范计算的优缺点,并利用有限元进行接触分析和疲劳分析,得出此类结构的应力分布规律和疲劳寿命,为此类结构的设计及强度分析提出建议.     

空气活塞的强度和疲劳分析

采用CAD软件UGNX2建模并利用通用有限元分析软件对柴油机的空气活塞进行了强度及疲劳分析，得出其应力分布云图及疲劳寿命云图，从而为空气活塞进一步合理改进提供参考。     

两种低周疲劳计算方法的应用比较

分别用两种不同的低周疲劳寿命计算方法计算某艇体的上壳体疲劳寿命.一种是现在应用比较广泛的首先计算应力强度因子,然后利用PAIRS裂纹扩展速率公式来计算;另一种是首先求得材料的应变幅一寿命曲线,然后根据实际结构中疲劳热点处的应变幅来计算疲劳寿命.分析两种不同的计算方法所得出的结果,得出应力对疲劳寿命的不同影响特点.     

船用柴油发电机组螺栓连接基座强度和疲劳寿命分析

为了保证船用柴油发电机组螺栓连接基座长期运行的可靠性,需对基座强度和疲劳寿命进行分析研究,并对螺栓连接基座进行有限元建模,计算螺栓连接基座静强度。该文基于VDI 2230标准对基座螺栓进行强度计算,依据实际振动测试基座载荷和额定工况载荷,分别计算螺栓连接基座在运行工况中的响应振动特性,分析其疲劳寿命。结果表明：有限元计算螺栓连接基座静强度满足要求;基于VDI 2230标准计算的螺栓强度满足要求。根据两种方法响应计算表明：20年的安全运营期内,螺栓连接基座均不会发生疲劳失效。     

船舶疲劳应力监测系统研究

本文针对船舶疲劳应力监测问题,阐述了监测系统计算监测点累积损伤度和预测剩余疲劳寿命的原理,并建立了船舶疲劳实时监测系统,最后进行了试验验证分析。试验结果表明,该系统运行稳定,计算的试件累积损伤度与理论值吻合,且对剩余疲劳寿命预测较为可靠。通过光纤传感器与电阻应变片实测应力值的比较,得出光纤传感器能够满足应力监测的要求。     

残余应力对水下耐压结构典型焊接接头疲劳强度的影响

水下耐压结构典型焊接接头模型常采用高强度钢建造,对焊接残余应力较为敏感,因此有必要针对残余应力对其疲劳强度的影响进行相关研究。采用ANSYS的APDL语言编程,通过数值模拟分析得到典型焊接接头的焊接残余应力;并基于局部应力—应变法,对水下耐压结构典型焊接接头考虑与不考虑残余应力这2种情况下结构的疲劳寿命进行数值分析。研究发现:典型焊接接头在凹锥面焊缝附近其残余应力最大,寿命最短;其寿命周期为104,属低周疲劳范围;随着外载荷的增加,疲劳寿命最小值也随之减小;残余应力的存在会明显降低典型焊接接头的疲劳寿命。     

船舶球鼻首声呐导流罩连接结构设计及模型试验

提出了船舶球鼻首导流罩玻璃钢壳体与船体结构之间的两种新型连接结构－－纤维桩结构和柔性密封螺钉连接结构，即：在钢构架与玻璃钢壳体之间采用纤维桩连接结构，玻璃钢壳体边界与船体搭接板之间采用加橡胶柔性密封的螺钉连接结构。导流罩的局部小模型和1：1局部大模型试验证明，该连接结构能保证导流罩具有足够的强度和水密性，其性能优于现有螺钉连接结构，适合于装船使用。同时，利用MSC／Nastran大型有限元分析软件对1：1局部大模型进行了数值计算分析。根据试验和有限元计算结果，得出在采用纤维桩结构连接后，玻璃钢壳体的应力和变形规律，并提出了玻璃钢导流罩壳体强度衡准。依据该衡准，通过数值模拟分析，对整体玻璃钢导流罩的纤维桩布置方式进行设计，以求用尽量小的纤维桩数目来满足强度要求，最终得出了非均匀布置的布桩方案。     

基于CSR中热点应力的散货船疲劳强度分析

基于散货船共同结构规范（CSRBC）的热点应力法,对一艘30000t级散货船内底板与底凳的斜板相交处进行了疲劳强度分析。通过对疲劳热点位置建立精细网格模型,采用中国船级社开发的软件CCS-Tools及英国劳氏船级社开发的SHIPRIGHT进行了热点应力分析及疲劳寿命计算。另外,还介绍了采用电子表格计算疲劳寿命的方法。     

拉伸载荷下加筋板裂纹扩展研究

采用预制缺口的加筋板结构试样,对921A钢加筋板结构进行拉伸疲劳载荷作用下的低周疲劳试验,采用奇异单元法计算相应试件的裂纹尖端应力强度因子,利用Paris准则得出裂纹扩展速率与应力强度因子的关系式,得到拉伸疲劳载荷作用下舰体加筋板结构破口裂纹扩展模型,用于分析和预报破损舰船结构在波浪中航行时的裂纹扩展情况和剩余疲劳寿命预报,算例验证了本试验计算方法的合理性。     

船舶应力监测系统疲劳监测点的布置

本文针对结构应力监测系统的疲劳监测点选取问题,根据规范初步筛选出疲劳危险点,利用谱分析法和应力集中系数法计算各类危险点的损伤度。基于各危险点损伤和坐标,设计了考虑损伤度和位置的程序进行筛选,进而确定疲劳监测点的位置。最后针对某艘船,运用上述方法确定了疲劳监测点的位置。     

轴法兰螺栓安装失效机理分析

某船在安装过程中发现轴法兰螺栓联接副存在不同程度的咬合。通过现场检查和计算分析,确认螺栓安装失效机理在于加工孔时刀具装夹不正,造成轴法兰沉孔的平面度超差,在对螺栓施加拧紧力矩时,螺栓联接副接触应力超过轴材料屈服强度,从而形成咬合。本文以经典计算和有限元计算作为支撑,揭示了形位公差对螺栓联接的影响,通过控制螺栓联接副的形位公差,同时建议采取适当的防咬合措施,可避免螺栓在安装时发生失效。     

法兰连接螺栓疲劳分析方法的探讨

以华电重工在澳大利亚昆士兰州的一个项目中的一台桥式刮板取料机料耙连接为实例,详细讨论法兰连接中螺栓的疲劳计算的各种算法.通过比较澳洲钢结构规范AS4100中对螺栓疲劳等级的界定和我国机械设计手册中对螺栓疲劳的计算,得到清晰的螺栓疲劳计算思路,并了解两种规范中螺栓疲劳计算的差异,以便在实际设计分析中能快速准确地确定相关参数.     

深水立管法兰接头的有限元分析

针对深水立管法兰式接头,提出一种确定螺栓预紧力的方法,并采用有限元法对其进行了强度分析。考虑到接头的几何不对称性,采用三维整体建模,通过ANSYS软件的预紧单元模拟螺栓的预紧行为,使用接触单元模拟各部件之间的相互作用。按照API规范对接头的等效膜应力、等效弯曲应力与许用应力进行校核。在接头整体分析的基础上,建立螺纹的二维轴对称模型,进行局部应力分析。计算中使用参数建模法,法兰接头、螺纹的几何尺寸、材料性质和载荷等均可方便地更改。     

深水管中管结构动态边界条件非线性时域分析

随着海洋油气开发工程作业水深的增加,管中管结构承受的波浪、海流深海环境载荷增大,可能会引发强度破坏以及疲劳损伤,造成重大损失,所以开展深水条件下管中管系统的力学行为分析研究是有必要的。本文考虑了顶部张紧力和动态边界,利用有限元模型来模拟管中管结构及其力学行为。并利用接触单元模拟内外管接触的约束条件。综合统计了管柱的接触碰撞位置和应力危险位置,提出了新型扶正器的布置方案,以达到减缓碰撞保护管柱的目的,并对比了等距离设置扶正器的方案。通过对比研究发现本文提出的扶正方案有效减缓了内外管的应力等级,对于实际工程和研究具有一定指导价值。     

超大型浮体柔性连接器疲劳强度模型试验

为了保证超大型浮体的作业安全,需要精确评估连接器结构疲劳强度。文章针对一种由尼龙柔性夹层和环肋加强圆管轴构成的铰接式连接器,开展了疲劳强度模型试验,测量了热点应力、疲劳寿命和裂纹扩展。考虑接触、柔性层以及开孔的影响,采用三维有限元方法计算了连接器结构应力,分别基于S-N曲线和裂纹扩展,给出了柔性连接器疲劳寿命评估方法。比较分析表明,计算得到的连接器结构应力和疲劳寿命与模型试验结果吻合,文中方法可用于柔性连接器结构疲劳强度设计     

大型矿砂船复杂节点疲劳寿命分析方法研究

本文基于中国船级社疲劳指南中散货船的总体要求,结合大型矿砂船结构布置与实际装载模式的特点,建立了针对矿砂船复杂节点的疲劳强度评估方法。通过对实船装载数据的统计,提出了适用于疲劳评估的典型装载工况及各工况静水弯矩系数、时间分配系数和相关运动参数的推荐值。基于本文的评估方法,对三型矿砂船复杂节点的结构疲劳寿命进行了分析,筛选得到矿砂船疲劳评估的关键位置,并总结了共性规律。本文研究工作可为大型矿砂船疲劳强度评估提供参考。     

土钉超前支护的有限元分析

土钉 超前锚杆支护形式在实际工程中应用日益广泛。为深入研究此复合土钉支护的工作机理,采用二维分离式有限元模型,由摩擦接触模拟土体与土钉和超前锚杆之间的接触。通过有限元计算,得出超前锚杆上受到的土压力情况以及土体水平位移的分布情况,将土拱理论应用于超前支护的工作分析,结合土拱形成的条件,说明了超前锚杆间形成土拱的可能性,并在此基础上分析了超前锚杆的作用机理,即超前锚杆间的土体形成的土拱有效地阻止了其后的土体位移。     

碎石桩施工平台升降液压缸静强度及疲劳寿命的仿真分析

根据碎石桩施工平台各运行工况及载荷谱,用ANSYS Workbench15.0软件获得升降液压缸所受应力、变形、疲劳寿命及安全系数的仿真数据。结果表明,升降液压缸在20年设计寿命内具有足够的静强度,且在12年共经历1 200个周期循环载荷的作用下,该升降液压缸具有足够的疲劳强度,而在随后8年(累积2000个周期循环载荷)的运行过程中,升降液压缸极有可能发生疲劳破坏。上述分析方法与结果可为升降液压缸的结构改进、预期维修以及其他液压缸的性能分析提供参考依据。     

船体表面矩形块优化敷设设计(英文)

Rectangular tiles can be laid on a ship’s hull for protection, but the sides of the tiles must be adjusted so adjacent tiles will conform to the curvature of the hull. A method for laying tiles along a reference line was proposed, and an allowable range of displacement for the four vertices of the tile was determined. Deformations of each tile on a specific reference line were then obtained. It was found that the least deformation was required when the tiles were laid parallel to a line with the least curvature. After calculating the mean curvature on the surface, the surface was divided into three layout areas. A set of discrete points following the least deformation of the principal curvatures was obtained. A NURBS interpolation curve was then plotted as the reference line for laying tiles. The optimum size of the tiles was obtained, given the allowable maximum deformation condition. This minimized the number of bolts and the amount of stuffing. A typical aft hull section was selected and divided into three layout areas based on the distribution of curvature. The optimum sizes of rectangular tiles were obtained for every layout area and they were then laid on the surface. In this way the layout of the rectangular tiles could be plotted.