超高压压裂泵泵头体自增强再处理研究

自增强技术是提高超高压压裂泵泵头体寿命的有效方法。针对自增强处理形成的残余应力易出现松弛现象,开展了对泵头体再次自增强处理的研究。分析了初始自增强处理的最佳自增强压力的计算方法,得出了最佳压力值为637.7 MPa;并计算了泵头体在最佳自增强压力作用下的残余应力及工作应力分量值。确定了泵头体危险处沿内腔十字交叉孔面法线方向的应力分量对泵头体疲劳寿命的提高或降低起主导因素。根据法向残余压应力的衰减量,研究了泵头体再次自增强处理压力及残余压应力层深度变化的规律。结果表明:当泵头体内腔残余应力衰减量达到40%~45%范围内,需要进行再次自增强处理;且实施再次自增强处理所需的自增强压力应略高于或等于初始自增强处理时的最佳自增强压力。     

基于热固耦合预应力的发动机叶片模态分析方法

发动机叶片在工作环境中承受着热载荷、离心载荷和气动载荷的共同作用,导致材料的机械性能发生变化,使得发动机叶片振动频率及形态与室温静止状态有所不同。为了综合考虑各种因素的共同影响,准确分析发动机叶片在实际工作状态下的固有振动频率及振型,运用有限元分析软件ANSYS,由热分析得到叶片的温度场,并将其耦合到结构分析单元,进行结构分析得到叶身的热应力分布后,施加离心载荷与气动载荷,对叶片进行重启动分析,得到叶片的综合应力分布,并以此为预应力对叶片进行模态分析,计算叶片工作状态下的固有振动频率及振型。分析中综合考虑了温度场及应力场对叶片模态的影响,找到了基于热固耦合预应力的发动机叶片模态分析方法。     

基于可靠性约束的热固耦合结构拓扑优化

考虑结构的物理参数、几何尺寸和载荷环境的不确定性,尤其是温度场的不稳定性,对热固耦合结构进行基于可靠性约束的拓扑优化设计.首先采用一次二阶矩法得到可靠性指标,并用可靠性指标反映参数不确定性的影响.然后分别以结构柔度最小化和机构输出位移最大化为目标函数,以可靠性指标为约束条件,建立了热固耦合拓扑优化数学模型.最后将伴随矩...     

基于热流固耦合的热水循环泵转子强度分析

基于Workbench平台,采用热-流-固耦合方法对热水循环泵内的转子系统施加温度和压力载荷进行计算,得到基圆直径D3=214 mm、D3=216 mm和D3=218 mm下转子系统的热流密度及等效应力的分布,讨论了不同蜗壳基圆直径对转子系统结构强度的影响规律,同时对转子系统进行模态分析.研究结果表明,泵轴与轮毂配合段的配合面以及叶轮螺母与叶轮的配合面上出现了热流密度最大值;基圆直径的改变对叶轮螺母上的热流密度以及最大等效应力影响很小;转子系统在第三阶模态下由轴线沿径向振动,最大变形出现在距中心轴线最远的叶轮外缘.     

泵头体自增强超高压密封技术研究

泵头体自增强通过引入残余应力来提高其结构强度和疲劳寿命.针对泵头体受自增强压力、内腔结构和加工工艺限制,难以实现超高压密封的问题,通过泵头体自增强密封技术特点分析,提出了软硬密封相结合的自紧密封方案.对锥面硬密封进行接触弹塑性有限元计算与分析,得到了最佳半锥角和圆角半径值.并提出泵头体超高压锥面密封的半锥角选择原则:低压确保建立稳定密封,超高压时应具有高结构强度.最后采用缩比模型实验验证了泵头体超高压密封结构合理、密封可靠性、结构强度足够,为泵头体自增强技术提供了超高压密封理论与实验依据.     

高压注水泵泵头体的有限元分析

文中对高压注水泵泵头体进行了三维有限元分析,获得了泵头各部位的应力分布规律,为高压泵头体的强度设计提供了理论依据和改进意见。     

基于颗粒流热固耦合模型的片麻花岗岩损伤特性分析

利用颗粒流离散元程序并基于片麻花岗岩室内物理试验,建立数值热固耦合模型,针对不同温度条件下片麻花岗岩的热损伤演化规律展开分析。结果表明:温度导致片麻花岗岩内部产生初始损伤,且初始损伤随温度升高而累积增加;单轴压缩过程中,温度越高片麻花岗岩损伤越早且越剧烈;温度高于80℃,片麻花岗岩有由脆性向韧性转变的趋势。研究成果可为实际工程中片麻花岗岩的温度损伤评估提供一定的指导意义。     

保温热力管有限元热固耦合分析

节能是保温热力管道设计的主要任务之一。利用ANSYS有限元软件进行热力管道和保温层的热-固耦合分析。通过建立模型,确定条件和参数,先后进行热分析和结构分析,得到热力管道和保温层沿定义路径各处的温度场和应力场。分析结果不仅为热力管的保温设计提供参考数据,还为热力管道的节能设计提供帮助。     

刨花板热压机热固耦合分析

热压机是刨花板生产线的重要设备,上下横梁是刨花板热压机的关键工作部件,刨花板在热板之间压制而成。刨花板板坯表面成型质量直接受热板与刨花板之间的接触面在Z方向（也就是上横梁活动的方向）变形的影响。倘若热板与刨花板接触表面在Z方向挠度较大,则压制出来的刨花板板坯表面凹凸不平、砂光量过大,就会造成材料的浪费,影响刨花板生产的经济效益。     

压裂泵泵头体相贯线裂尖应力场及应力强度因子研究*

压裂泵泵头体作为油气压裂工艺的中的关键装备,直接决定了压裂技术的成败,影响油气开采效率和经济效益。针对现有泵头体相贯线处的疲劳开裂失效现状,建立了泵头体有限元分析模型和不同初始长度的圆形裂纹断裂模型,通过分析裂尖应力场和应力强度因子的分布规律。结果表明:内压作用下,泵头体整体仍处于弹性区,只有裂纹面前方两侧的45°~70°区域进入塑性区。相贯线处的裂纹类型虽然为Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合裂纹,但是仍然是I型裂纹主导,裂纹的起始位置位于两个内腔表面。不同裂纹长度,其应力强度因子分布规律基本一致;但是初始裂纹越长,裂纹越容易发生扩展。裂尖附近区域应力分布是影响裂纹起裂的关键因素,但泵头体两个相贯内腔半径也会影响裂纹起裂。通过分析泵头体裂尖应力场和应力强度因子,可以更好了解泵头体疲劳开裂原因和裂纹起裂位置,为泵头体的工程应用提供理论依据。     

基于HyperWorks的齿轮泵泵体模态分析

齿轮泵泵体是齿轮泵的重要组成部件,其品质好坏直接影响着齿轮泵的使用寿命.应用CATIA建立了齿轮泵泵体的几何模型,利用HyperWorks软件建立了齿轮泵泵体的有限元模型,并对其前10阶固有频率及振型进行了计算分析,为齿轮泵泵体响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据,具有较高的工程应用价值.     

基于多物理场耦合的电子器件性能分析

考虑电子器件实际工作过程中受到电、热、力多个物理场的耦合作用,基于顺序耦合计算理论,构建了电子器件的多物理场耦合分析方法。以某型电子插槽为对象,通过实例分析计算,对该分析方法进行了具体应用。最后,通过实验对该分析方法的准确性进行验证,结果表明:仿真计算误差在4.6%以内,能够用于电子器件的性能预测与优化。     

基于试验的磁力耦合调速器传动特性分析与研究

以45kW双盘异步式永磁涡流传动调速器为研究对象,建立了永磁涡流传动调速器机械能与磁能之间的能量平衡方程,结合虚拟仪器技术,设计并搭建了磁力耦合调速器性能测试综合试验平台,着重对永磁涡流传动调速器的调速特性、机械特性和温度特性进行了试验测试与研究分析,结果表明,永磁涡流传动调速器在拖动电机转速一定条件下：恒负载情况时,负载输出转速与气隙距离之间近似呈二次函数关系,且在不同的负载条件下,永磁涡流传动调速器有不同气隙距离下的调速特性;气隙距离恒定时,负载大小与负载输出转速近似呈线性关系,机械特性偏“软”;永磁涡流传动的拖动电机输出转速、负载和气隙距离恒运行情况下,永磁盘、散热片及中部连接轴承温度最终处在很小的范围内波动,呈现稳定状态,试验与分析结果可对进一步研究磁力耦合调速器的工况使用及优化设计提供指导与参考依据。     

基于刚‒柔耦合的反铲液压挖掘机工作装置多体动力学分析与仿真

以某型挖掘机为研究对象,建立其工作装置及挖掘阻力数学模型。针对土方、石方挖掘工况,采用压力传感器、位移传感器测得挖掘过程中各油缸的压力及位移,采用电阻应变片测出动臂与斗杆上各测点的应力。基于所获得的各油缸位移及压力,通过动力学分析计算载荷。使用有限元分析软件和动力学仿真软件建立挖掘机刚?柔耦合模型,并以各油缸位移曲线为驱动,得到动臂及斗杆上各点应力。仿真计算与应力测试的对比结果表明,对应测点的应力变化趋势基本一致,误差在15%以内。     

基于ANSYS的叶片泵有限元分析

在现代工程设计中通过有限元分析,得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题.介绍了利用ANSYS软件进行叶片泵有限元分析的过程.为叶片泵的优化设计提供了依据.     

基于耦合度的铁道车辆平稳性分析

为探究转向架蛇行运动对车体异常晃动的影响程度,首先,建立了多刚体的车辆系统模型,仿真再现了横向平稳性局部恶化现象.其次,基于模糊数学的欧式贴近度准则,定义了整个车辆系统所有模态之间的耦合度,以降低系统的耦合度为目标,对车辆悬挂参数进行了优化设计.计算结果表明:转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率相接近时,车体横向发生耦合振动,恶化横向平稳性,此时车辆系统耦合度最大.通过优选车辆的悬挂参数,可有效降低耦合度,减弱车体横向耦合振动,消除横向平稳性局部恶化现象.     

基于灵敏度分析的某纯电动车白车身轻量化研究

纯电动汽车迎来快速发展时期,但限于电池包的质量,电动汽车续航里程的提升存在一定限制.文中以某纯电动汽车白车身为研究对象,建立了基于刚度和模态的灵敏度仿真分析模型,以白车身质量最小为目标,通过计算获得了设计变量对于目标的灵敏度值.基于灵敏度分析结果,结合工程经验,制定出合理的车身轻量化方案,在性能不明显降低的基础上实现白车身减重6.2 kg,为开发过程中进行纯电动汽车车身轻量化提供参考.     

基于Workbench的液压联轴器振动研究

液压联轴器在工作过程中通过内轴和外套的接触碰撞传递扭矩,从而可能产生共振等现象。为此,针对液压联轴器内轴与外套的碰撞进行振动研究。首先利用UG软件对某型号液压联轴器进行三维建模;然后将其导入Workbench进行模态分析,得到前6阶模态振型和固有频率;最后基于模态叠加法下对液压联轴器的内轴和外套分别进行谐响应分析。结果表明:液压联轴器内轴在低频率下出现共振,而外套在高频率下出现共振。     

基于模块加权耦合图对软件模块耦合性度量方法研究

通过分析Fenton和Melton的一种模块耦合性度量方法的不足,对该方法进行改进,提出了一种基于模块加权耦合图的软件耦合性度量方法。给出度量算法,最后以实例介绍该方法的应用。