低温环境下管道法兰连接的应力分析

文中在考虑温度作用的前提下,对低温管道中的法兰进行了不同螺栓强度等级和螺栓预紧力下的"拉伸+弯曲"组合工况的有限元分析。研究表明:法兰最大应力出现在螺栓上,螺栓的预紧力和强度等级的降低都将对法兰应力分布产生重要的影响。同时,文中也给出了法兰外侧的位移随螺栓预紧力和强度等级的变化规律。最后,通过现场测试验证了数值模拟的准确性。该研究结果可以为输油管线法兰连接的预紧力设定提供参考。     

法兰接头预紧过程中垫片应力场数值模拟分析

螺栓法兰接头安装过程中的螺栓弹性交互作用会造成各螺栓预紧载荷不均匀,从而影响其密封性能。文中考虑垫片压缩回弹曲线的非线性和迟滞性,建立了DN80的法兰接头三维有限元模型。以ASME PCC-1标准中螺栓传统星形预紧方式为例,分析了预紧过程中螺栓载荷及垫片应力的变化。结果表明:即使按照标准中规定的螺栓加载方式,预紧后螺栓载荷仍有较大的分散性;螺栓载荷的分散性会造成垫片接触应力沿周向分布不均匀;垫片应力最小值出现在6#和7#螺栓之间,其大小仅为目标应力的74.3%,表明法兰接头最容易在此处发生泄漏。     

可控移热变换炉设备法兰结构的设计与应力分析

文中设计的可控移热变换炉中的设备法兰连接结构上连球形封头,下连筒体,是无垫片焊接密封法兰结构,并采用Ω密封环和O形密封圈组合密封,以保障其密封的可靠性。在对其进行初步应力分析后,运用有限元软件ANSYS建立了相关的力学计算模型,在边界载荷及位移的约束和内部载荷的施加后,计算了设计工况下上封头和上法兰、筒体和下法兰的第三强度当量应力和转角。按照JB 4732—1995(2005年确认)及文献,对法兰及其连接的各部位进行了应力强度评定和刚度评定,并认为主要是强度评定起决定作用。     

温度波动对螺栓法兰连接系统垫片应力的影响

温度波动会造成螺栓法兰连接系统中垫片应力松弛,从而影响其密封性能。文章以DN80法兰接头为研究对象,通过ABAQUS软件建立了三维有限元模型,分析了温度波动对垫片应力的变化,研究了垫片与螺栓载荷变化的机理。结果表明,螺栓法兰连接系统在温度变化时存在着一定的温度滞后现象;当温度波动时,垫片应力随温度的降低而减小,随温度的升高而增大,波动结束后垫片表现出“内紧外松”的应力分布现象。在这一过程中,垫片的热膨胀与温度场的滞后性是垫片应力变化的主要因素。研究结果为螺栓法兰连接系统的进一步优化和改进提供了有力支持。     

箱型拱桥排架墩柱及横墙施工力学特性分析

拱桥的受力特征具有较大的特征性,在施工过程中对应力应变控制较为严格,通过对箱型拱桥施工安全风险响应研究,可具有针对性地加强施工过程的安全措施,增大其施工安全可靠度。以某箱型拱桥为例,基于有限元软件MIDAS对拱上排架墩柱及横墙进行数值计算分析,获取其施工力学特性。经计算可知在设置风缆后,拱肋稳定性增强;受力状况改善,最大拉应力与最大压应力均减小,最大压应力与最大拉应力小于材料的强度标准值,验证了结构施工其的安全稳定性。     

连续重整再生单元高温对夹止回阀失效分析

针对连续重整再生单元还原区高温工况下对夹式止回阀泄漏的问题,对该法兰连接系统的主要部件(垫片、螺栓、阀门)连接形式进行了分析。其中,从垫片填充材料——柔性石墨因高温氧化而造成的热失重、高温回弹性下降等分析了高温工况下柔性石墨缠绕垫失效原因;从高温蠕变松弛、脆断及预紧力等方面分析了螺栓失效的原因;从对夹式止回阀的连接特点分析了该连接形式用在高温工况下存在的弊端。最后提出了阀门失效的解决措施。     

钢管混凝土拱梁组合体系桥梁施工阶段拱座应力分析

钢管混凝土拱梁组合桥梁施工采用整体吊装方案时,整体吊装后的系梁内劲性骨架处于空钢管阶段,结构受力复杂。文章以某实际桥梁为例,采用ABAQUS建立局部有限元模型,对拱肋与系梁劲性骨架连接部位的应力分布特点进行了分析。结果表明:拱肋与系梁劲性骨架连接节点应力在允许范围内,没有出现局部屈曲现象;拱肋最大Mises等效应力出现在下端管的下边缘与系梁加劲骨架上钢板交界处;系梁劲性骨架节点出现较为明显的应力集中现象,最大Mises等效应力出现在第一根斜腹杆与下弦管连接节点部位,离索力张拉端越远,节点局部应力集中程度越小。建议在系梁钢管桁架的弦管内填充混凝土,以增加整个系梁劲性骨架的刚度,并减小连接节点的应力集中程度。     

车载式金属油罐有限元分析

文中利用有限元分析技术,应用ANSYS分析软件对车载式金属油罐罐体的结构强度进行了分析计算,得出在各种工况下的应力分布图.通过对计算结果的分析,找出了产生最大应力的部位及原因,为金属油罐的优化设计提供理论依据.     

高地震烈度下超大直径海底盾构隧道地震响应分析

文章运用FLAC3D软件,采用动力有限元法,对高地震烈度下超大直径海底隧道地震响应进行了分析。分析结果表明:与单纯自重应力场作用下相比,地震作用会造成结构内力的增大,拱顶及拱腰为其受力薄弱部位;在重力及地震共同作用下,衬砌结构的拉应力主要出现在拱顶附近,最大拉应力超过C60混凝土的抗拉强度设计值,拱顶的衬砌管片可能出现局部脱落;衬砌结构的最大受力和位移一般发生在地震2~6 s的时间段;各关键点位置的位移、弯矩、剪力、轴力时程曲线具有相似的变化规律;隧道衬砌最大水平位移为3.6 cm,最大竖向位移为3.7 cm。     

发夹式换热器异形法兰及封头的设计

发夹式换热器后端壳程连接处常采用异形法兰和封头的结构,标准中并未列出相关结构设计和计算方法,给设计带来很多困难。文中结合一台壳程压力7.3 MPa并伴有温度疲劳载荷作用的发夹式换热器,首先对其异形法兰和封头进行结构优化设计,再利用规则设计方法确定结构的初步尺寸,最终按GB/T 151—2014确定计算工况后进行有限元应力校核。结果表明,规则设计方法计算出的结构应力偏低;尤其对异形封头,因异形法兰对其影响,其结构尺寸必须通过有限元分析进行校核。     

预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控方法

现有桥梁结构强度连续动态监控方法已不适用于预应力混凝土桥梁结构,会导致连续动态监控时对监控点数据读取误差大,文章为此提出预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控方法研究,通过布置超声波监控探头,确保超声波直接通过混凝土桥梁外壁传播最大发声时间,且必须小于直接通过桥梁外壁绕射的最大发声时间;同时根据各阶段累积应变值为测读应力减去初始应力,将监控点得到的应变值转化为应力值,剔除初值误差、混凝土收缩、徐变误差以及温度误差,完成连续动态监控。实验结果表明,设计的监控方法应力值与真实应力值更贴近,误差较小,可以有效实现对预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控。     

锁环式快开盲板原理和故障分析

快开盲板一般由筒体、法兰、勾圈或卡箍、短节、安全连锁机构、开闭机构、转臂等部件构成。为了解决盲板开启困难、密封处渗漏等常见问题,从锁环式快开盲板的密封结构、工作原理和主要零部件作用入手,结合生产实际过程中典型案例,分析故障原因,提出解决措施,保障了站场安全平稳运行。     

龙门大桥钢板桩围堰结构设计分析

钢板桩围堰水下施工风险较大,为确保钢板桩围堰施工的安全性,文章以龙门大桥东引桥84~#承台钢板桩围堰施工为工程背景,结合规范初步确定钢板桩围堰几何尺寸、入岩深度、封底混凝土厚度等参数,并采用平面有限元法对钢板桩围堰施工过程中结构的最大应力、最大变形进行计算分析。计算结果表明,围堰结构强度、刚度均满足要求,可按照设计安全施工。     

卡箍式快开结构的设计与疲劳分析

文中设计的高压卡箍式快开结构与多层包扎筒体相连接,属于径向自紧式密封结构,具有优良密封效果。在对其进行常规计算并初步确定主体结构尺寸后,运用有限元软件ANSYS建立了相关的静力计算模型,计算了设计工况下卡箍式快开结构各部件的应力。采用线性处理方法,按照JB 4732—1995(2005年确认),对上平盖、卡箍、筒体端部各个危险截面处进行了应力强度评定和疲劳分析。经计算合格后,确定了卡箍式快开结构各部位的结构尺寸,使其同时满足结构静强度和疲劳强度的要求。     

某型复合盾构刀盘的有限元静动态特性分析与优化

盾构刀盘受力情况的研究可以为盾构施工选型、刀盘的优化设计提供依据。文章在对盾构刀盘进行受力分析的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对东莞地区某型大直径盾构刀盘进行了静力学分析,得到了在复合地层工况下盾构刀盘的应力与变形情况;对刀盘进行模态分析,得到了刀盘的振动特性;对刀盘结构进行优化改进,改善了刀盘的受力情况。结果表明,该型盾构刀盘在复合地层施工过程中刀盘最大应力为251 MPa,低于屈服极限345MPa;刀盘前6阶固有频率范围为38.803~64.842 Hz,满足强度和刚度要求,有利于在施工过程中控制地面沉降和保证施工的安全,同时也为隧道工程盾构选型提供了依据。     

内外倾钻石型塔柱主动拉杆与主动横撑系统施工技术研究

为进一步提高大斜度宝石型高塔塔肢悬臂施工过程中的稳定性和安全性,需有效控制塔柱的主动临时横撑结构,以消除塔柱节段连接部位混凝土水平力产生的拉应力。以西村港跨海大桥主塔施工为背景,通过建立模型与模拟计算分析,介绍外倾下塔柱的主动拉杆系统和中塔柱主动横撑系统设计方案,提出塔柱施工以应力监测、线形控制并重的监控方式,以确定主动拉杆力及横撑的顶推力,确保塔柱工程质量安全受控。     

输油管弯头腐蚀缺陷应力分析

针对输油管弯头以及管壁上的缺陷,用有限元法对其进行了分析计算,找出了输油管弯头的危险部位,给出了管壁危险部位腐蚀缺陷处的应力分布规律以及危险点,并研究了缺陷的长度、宽度和剩余壁厚对应力的影响;同时拟合了缺陷处应力的计算公式,为工程技术人员的设计计算和现场管道安全运营动态管理提供了依据.     

装配式组合钢板梁桥螺栓连接件受剪性能研究

文章提出了一种预埋钢板式桥面板结构以提升装配式组合钢板梁桥中混凝土板的开孔精度和质量,并通过ABAQUS有限元软件对该结构螺栓连接件进行了三维实体建模,以预紧力大小、界面摩擦系数、螺栓强度等级、螺栓直径和混凝土强度作为参数对螺栓连接件的抗剪承载力进行了研究。分析结果表明,螺栓连接件抗剪承载力主要与螺栓的强度等级和直径有关,所提出的预埋钢板式桥面板结构可充分发挥螺栓连接件的抗剪性能。     

南宁大桥施工用塔架异形法兰节点受力分析

文章利用有限元软件ANSYS9.0,建立了南宁大桥施工用组合钢塔的异形承压法兰节点有限元模型,并对节点进行了无、有传力板的对比受力分析,得出了传力板能有效降低节点应力水平和提高节点刚度的结论,为大桥施工提供参考。     

某拱桥推顶施工过程仿真及施工关键结构安全分析

为研究拱桥推顶施工过程以及施工关键结构力学特征,文章基于有限元方法,利用Midas Civil软件建立桥梁结构模型,通过数值模拟与实际监测数据相结合的方式,针对不同推顶施工工况下不同桥梁构件的力学机制进行研究,同时对施工关键结构构件位移进行分析。结果表明:(1)随着顶推施工阶段的进行及累计推顶距离的增加,其上部结构的拉压应力也在不断增大,其中最大拉压应力主要集中于前导梁根部;绝大多数构件应力也在不断增大,但对于后导梁而言,在第三阶段其最大应力减小,且全桥各构件的最大应力主要集中于顶推第三、四阶段;(2)前导梁、主纵梁、拱肋为施工主体受力结构,其结构位移对桥梁整体安全稳定性产生的影响显著。