- 万福腾;陈志平;焦鹏;徐烽;唐小雨;苏文强;
对3个薄壁圆柱壳试件进行了轴压屈曲试验,得到了屈曲临界载荷值和屈曲变形。基于试验结果,比较了弧长法、非线性稳定算法和显式动力算法3种有限元数值模拟方法的差异,其中非线性稳定算法的模拟结果与试验结果吻合最好,该方法可以比较准确地计算轴压屈曲临界载荷,误差在6.0%以内,且屈曲变形与试验吻合得较好。试验表明,初始几何缺陷的存在大幅降低了薄壁圆柱壳的屈曲临界载荷,试验值仅为理论值的42%左右。
2017年03期 v.34;No.292 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 6417K] [下载次数：504 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：1 ] - 万福腾;陈志平;焦鹏;徐烽;唐小雨;苏文强;
对3个薄壁圆柱壳试件进行了轴压屈曲试验,得到了屈曲临界载荷值和屈曲变形。基于试验结果,比较了弧长法、非线性稳定算法和显式动力算法3种有限元数值模拟方法的差异,其中非线性稳定算法的模拟结果与试验结果吻合最好,该方法可以比较准确地计算轴压屈曲临界载荷,误差在6.0%以内,且屈曲变形与试验吻合得较好。试验表明,初始几何缺陷的存在大幅降低了薄壁圆柱壳的屈曲临界载荷,试验值仅为理论值的42%左右。
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对厚度8 mm的2219铝合金变极性等离子横焊接头进行TIG补焊,获得了成形良好的补焊接头,并对焊缝力学性能、微观组织、断裂模式及断口形貌进行了分析。结果表明,补焊接头的力学性能和弯曲性能较高,达到母材强度60%以上,断后延伸率约为4%;补焊接头生成的共晶组织是造成补焊接头与原焊缝交界处开裂的主要原因;受组织及气孔的影响,补焊接头断裂路径和模式分为3种,断口韧窝多、深度浅,为韧性断裂。
2017年03期 v.34;No.292 10-16+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 5587K] [下载次数：75 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 孙世烜;高彦军;毕煌圣;呼啸;刘政;焉嵩;
对厚度8 mm的2219铝合金变极性等离子横焊接头进行TIG补焊,获得了成形良好的补焊接头,并对焊缝力学性能、微观组织、断裂模式及断口形貌进行了分析。结果表明,补焊接头的力学性能和弯曲性能较高,达到母材强度60%以上,断后延伸率约为4%;补焊接头生成的共晶组织是造成补焊接头与原焊缝交界处开裂的主要原因;受组织及气孔的影响,补焊接头断裂路径和模式分为3种,断口韧窝多、深度浅,为韧性断裂。
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- 查媛媛;王国珍;轩福贞;涂善东;
采用数值计算方法研究了拘束参数A_p对高匹配窄间隙焊接接头面内/面外几何拘束和材料拘束的统一表征能力,以及参数A_p与接头不同位置裂纹断裂韧性的可关联性。结果表明,几何和材料拘束对高匹配窄间隙焊接接头的J-R阻力曲线和断裂韧性J_C具有显著的影响。参数A_p可以统一地表征该种接头不同位置裂纹的面内/面外几何拘束及由材料强度失配引起的材料拘束,基于A_p可建立统一拘束与接头断裂韧性的关联。计算得到了不同位置裂纹的标称断裂韧性J_C/Jref与A_p的关联式。
2017年03期 v.34;No.292 17-23+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 4039K] [下载次数：206 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 查媛媛;王国珍;轩福贞;涂善东;
采用数值计算方法研究了拘束参数A_p对高匹配窄间隙焊接接头面内/面外几何拘束和材料拘束的统一表征能力,以及参数A_p与接头不同位置裂纹断裂韧性的可关联性。结果表明,几何和材料拘束对高匹配窄间隙焊接接头的J-R阻力曲线和断裂韧性J_C具有显著的影响。参数A_p可以统一地表征该种接头不同位置裂纹的面内/面外几何拘束及由材料强度失配引起的材料拘束,基于A_p可建立统一拘束与接头断裂韧性的关联。计算得到了不同位置裂纹的标称断裂韧性J_C/Jref与A_p的关联式。
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混合冷剂与海水-混合冷剂换热器现场测量数据表明,混合冷剂在壳程冷凝过程包含入口至相分离点的整体冷凝、部分冷凝、出口处的直接接触冷却。以Aspen Hysys软件建立海水混合冷剂换热器冷凝过程的物理模型,确定整体冷凝与部分冷凝分界点温度。采用Bell-Ghaly法进行混合冷剂冷凝膜传热系数计算,将计算结果与原设计进行对比,有效传热面积和有效长度偏差为0.16%,验证了物理模型和计算方法的有效性,为海水混合冷剂换热器热力设计提供借鉴。
2017年03期 v.34;No.292 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1374K] [下载次数：128 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 于改革;陈永东;吴晓红;
混合冷剂与海水-混合冷剂换热器现场测量数据表明,混合冷剂在壳程冷凝过程包含入口至相分离点的整体冷凝、部分冷凝、出口处的直接接触冷却。以Aspen Hysys软件建立海水混合冷剂换热器冷凝过程的物理模型,确定整体冷凝与部分冷凝分界点温度。采用Bell-Ghaly法进行混合冷剂冷凝膜传热系数计算,将计算结果与原设计进行对比,有效传热面积和有效长度偏差为0.16%,验证了物理模型和计算方法的有效性,为海水混合冷剂换热器热力设计提供借鉴。
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夹套式塔器作为一类特殊的塔器,在工程中准确计算其固有频率是进行强度计算与振动分析的基础。针对H/D_i≥20的夹套塔,基于现行标准NB/T 47041—2014《塔式容器》,提出将夹套式塔器简化为等直径变壁厚塔器模型,并引入截面惯性矩折减系数α表征模型刚度,由此计算塔器的固有频率。以直径比D_i/Dji、高径比H/D_i、厚度比δj/δt、长度比Hj/H为影响因素,绘制出折减系数曲线图,通过对3个影响因素的权重分析,提出了折减系数α的计算公式。实例计算结果表明,采用本方法与有限元模拟计算方法的结果偏差不大于3%,该方法可为大型夹套塔的固有频率计算提供参考。
2017年03期 v.34;No.292 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2497K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 谭蔚;樊显涛;徐乐;杜怡安;
夹套式塔器作为一类特殊的塔器,在工程中准确计算其固有频率是进行强度计算与振动分析的基础。针对H/D_i≥20的夹套塔,基于现行标准NB/T 47041—2014《塔式容器》,提出将夹套式塔器简化为等直径变壁厚塔器模型,并引入截面惯性矩折减系数α表征模型刚度,由此计算塔器的固有频率。以直径比D_i/Dji、高径比H/D_i、厚度比δj/δt、长度比Hj/H为影响因素,绘制出折减系数曲线图,通过对3个影响因素的权重分析,提出了折减系数α的计算公式。实例计算结果表明,采用本方法与有限元模拟计算方法的结果偏差不大于3%,该方法可为大型夹套塔的固有频率计算提供参考。
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为了考察搪玻璃设备管口搪玻璃瓷层残余应力分布及其相关影响,利用Abaqus软件模拟了搪玻璃设备搪烧后的冷却过程。模拟结果表明,管口搪玻璃层残余第一主应力最大值均随管口圆角半径R增大而减小,且当基体圆角半径R小于6 mm后,瓷层残余最大主应力随圆角半径R的减少增加明显;而当圆角半径R增大至15 mm后,残余最大第一主应力减少趋势变得逐渐平缓。另外,搪玻璃层内最大主应力数值随基材与搪玻璃层材料线膨胀系数差减少而减少。管口圆角处搪玻璃层厚度减少可使管口圆角处第一主应力残余应力略减少。
2017年03期 v.34;No.292 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2556K] [下载次数：107 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 童郭凯;盛水平;邢璐;陈海云;丁无极;陈冰冰;
为了考察搪玻璃设备管口搪玻璃瓷层残余应力分布及其相关影响,利用Abaqus软件模拟了搪玻璃设备搪烧后的冷却过程。模拟结果表明,管口搪玻璃层残余第一主应力最大值均随管口圆角半径R增大而减小,且当基体圆角半径R小于6 mm后,瓷层残余最大主应力随圆角半径R的减少增加明显;而当圆角半径R增大至15 mm后,残余最大第一主应力减少趋势变得逐渐平缓。另外,搪玻璃层内最大主应力数值随基材与搪玻璃层材料线膨胀系数差减少而减少。管口圆角处搪玻璃层厚度减少可使管口圆角处第一主应力残余应力略减少。
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在不同入口速度下,采用Realizable k-εRNG湍流模型对两种不同来流结构的联箱进行数值模拟,并对涡量分布进行研究。在涡量数据的基础上,通过计算得出涡通量的大小对不同速度下不同结构联箱内流动产生的漩涡进行研究;并采用最大流量不均幅值和综合流量不均幅值定量地对直管来流和弯管来流联箱进行评价。结果表明,在不同工况下,直管来流的流动更为复杂,联箱内部存在大量的漩涡,流体有旋流动强度更剧烈;当入口速度为0.6 m/s时,直管来流的流量不均幅值明显高于弯管来流,此时的流量分配不均匀程度相差最大。
2017年03期 v.34;No.292 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 4525K] [下载次数：131 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 张立栋;祝开麒;张玲;李伟伟;薛治家;何晓亮;
在不同入口速度下,采用Realizable k-εRNG湍流模型对两种不同来流结构的联箱进行数值模拟,并对涡量分布进行研究。在涡量数据的基础上,通过计算得出涡通量的大小对不同速度下不同结构联箱内流动产生的漩涡进行研究;并采用最大流量不均幅值和综合流量不均幅值定量地对直管来流和弯管来流联箱进行评价。结果表明,在不同工况下,直管来流的流动更为复杂,联箱内部存在大量的漩涡,流体有旋流动强度更剧烈;当入口速度为0.6 m/s时,直管来流的流量不均幅值明显高于弯管来流,此时的流量分配不均匀程度相差最大。
2017年03期 v.34;No.292 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 4525K] [下载次数：131 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]
- 尹谢平;黄国根;柯晓涛;
为了研究冲拔式高压气瓶调质热处理后局部开裂失效原因,对调质热处理后开裂的高压气瓶材料的化学成分、力学性能、宏观和微观断口和金相组织进行试验研究和分析,并对高压气瓶制造过程进行分析。结果表明,在拔伸过程中,滚动环模中使用不合格的锡青铜套,当瓶坯通过滚动环模时,滚动环模内的铜套因转动磨损或掉块,磨损的铜粉或掉块掉落到温度1000℃左右的瓶坯上,被滚动环模压入到瓶体上,并且瓶坯通过时横向摆动,铜粉在气瓶上呈横向或斜向分布。带有铜粉或铜块的气瓶,在调质热处理温度870℃加热过程中,铜元素向内表面扩散,淬火快速冷却时,产生铜脆开裂。
2017年03期 v.34;No.292 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 5728K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 尹谢平;黄国根;柯晓涛;
为了研究冲拔式高压气瓶调质热处理后局部开裂失效原因,对调质热处理后开裂的高压气瓶材料的化学成分、力学性能、宏观和微观断口和金相组织进行试验研究和分析,并对高压气瓶制造过程进行分析。结果表明,在拔伸过程中,滚动环模中使用不合格的锡青铜套,当瓶坯通过滚动环模时,滚动环模内的铜套因转动磨损或掉块,磨损的铜粉或掉块掉落到温度1000℃左右的瓶坯上,被滚动环模压入到瓶体上,并且瓶坯通过时横向摆动,铜粉在气瓶上呈横向或斜向分布。带有铜粉或铜块的气瓶,在调质热处理温度870℃加热过程中,铜元素向内表面扩散,淬火快速冷却时,产生铜脆开裂。
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通过宏观检查、荧光磁粉探伤、化学成分分析、金相检验、断口分析及能谱分析等方法对DN50无缝等径三通开裂泄漏原因进行分析。结果表明,该三通在冷挤压成型制造过程中内壁产生裂纹,在后续水压试验过程裂纹扩展穿透整个壁厚,从而导致泄漏。
2017年03期 v.34;No.292 65-69+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 5734K] [下载次数：106 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 王长安;聂向晖;安顺;王高峰;刘迎来;
通过宏观检查、荧光磁粉探伤、化学成分分析、金相检验、断口分析及能谱分析等方法对DN50无缝等径三通开裂泄漏原因进行分析。结果表明,该三通在冷挤压成型制造过程中内壁产生裂纹,在后续水压试验过程裂纹扩展穿透整个壁厚,从而导致泄漏。
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