短纤维端部形状对其增强复合材料应力分布的影响

采用ABAQUS软件分析了不同纤维端部形状下碳纤维增强树脂基复合材料的纤维端部应力分布。考虑的纤维端部形状包括平面、半椭球面、楔形面。结果表明:当长径比≥0.75时,半椭球面纤维端部复合材料力学性能优于平面和楔形纤维端部复合材料。进一步研究了界面相厚度、界面相弹性模量对纤维端部轴向应力和剪应力的影响。结果表明:轴向应力σB随界面相弹性模量的增加逐渐减小,界面相弹性模量较小时(E≤4 GPa左右),剪应力τD随着界面相弹性模量的增加而迅速增加,此后τD基本保持不变;当E≥3 GPa左右时,轴向应力σB随界面相厚度的增加逐渐减小。在所研究的界面相厚度(0.1、0.2、0.3μm)范围内,τD基本不随界面相厚度的变化而改变。所以界面相弹性模量应尽可能小于并接近于树脂基体的弹性模量(4 GPa),并适当增加界面相厚度有利于抑制界面脱粘破坏。     

石化行业有毒介质泄漏率分级方法

针对石化行业典型有毒介质和法兰连接的泄漏特点,采用连续点源泄漏扩散数学模型,以距点源任意距离处能构成危险的介质初始浓度为依据,计算了相应的源强浓度.在此基础上,对有毒介质进行了危险性分级,建立了石化行业典型有毒介质泄漏率分级方法,并依据危险性分级以及紧密性分级结果提出了相应的泄漏率等级.此种分级方法考虑到泄漏时的重要影响参数(介质特性、环境和气候因素以及泄漏源位置),并且建立了泄漏率等级与介质危害程度之间的关系,研究结果为密封连接的安全评价以及泄漏事故的预防和救援提供了借鉴.     

接触式机械密封端面经济加工分形维数

考虑端面形貌对机械密封性能和加工成本的影响,运用分形理论分析了端面分形参数与泄漏率之间的关系,提出了密封端面经济加工分形维数概念.针对GY-70型机械密封进行了密封性能试验和端面形貌参数测量,发现随着运行时间的推移,密封端面分形维数增大速率逐渐减小,泄漏率降低速率逐渐减小.当t为130 h时,泄漏率Q达到允许值5×10-6m3/h,D=1.645.结果表明:基于允许泄漏率的机械密封,具有一定的经济加工分形维数.合理设计密封端面分形维数可以避免盲目提高加工精度,缩短机械密封的磨合时间,实现初始密封.     

超临界萃取釜新型快开密封结构及其自动化设计方法

超临界流体萃取是一种新型分离技术,超临界萃取釜具有耐压、快开的特点.分析了常用高压萃取釜快开结构的优缺点,提出了一种改进的新型萃取釜连接结构,并开发了快开密封结构的强度计算与CAD图纸的自动化设计软件.软件以VB6.0为开发平台,辅以数据库技术,通过ActiveX Automation技术生成快开密封结构的强度计算书,并在AutoCAD环境下实现了施工图样的参数化和自动化设计.采用该方法设计的快开结构的密封性能良好,设计效率较高.     

中比转数离心泵内部流场的三维数值模拟

基于全三维不可压缩雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型,采用压力-速度隐式修正SIMPLEC算法,应用FLUENT软件中提供的多重参考系模型(MRF),对具有扭曲叶片的中比转数离心泵内三维不可压缩湍流流动进行数值模拟,探讨泵流道内的压力及速度分布规律,揭示泵内的回流、高速、高压流动现象.结果表明:扭曲形叶片汽蚀性能较好,但靠近隔舌流道内的回流、叶片流道内的局部高速和高压流场会影响离心泵效率,对隔舌和叶轮叶片结构进行优化是提高中比转数离心泵效率的途径之一.     

管法兰垫片连接系统的可视化设计

鉴于适用于压力管道连接的法兰、垫片标准众多、数据量庞大且连接结构的设计过程十分复杂,本连接系统通过建立法兰和垫片标准尺寸的Access数据库,开发了基于Visual Basic的管法兰垫片连接系统的设计软件,集成了连接系统的紧密性分析、可靠性分析和寿命预测等模块,实现了管法兰垫片连接系统的可视化设计.     

多级泵内部流动分析及其性能预测

基于三维雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型,采取压力-速度隐式修正SIMPLEC算法,应用FLUENT软件中提供的多重参考系(MRF)模型,对多级泵内部湍流流场进行数值模拟,分析流场的分布规律,并预测不同工况下的外特性。结果表明:多级泵内部流场表现为非对称性;在首级叶轮进口叶片背面稍后处压力最低,易发生汽蚀;叶轮与导叶衔接区域易发生逆流现象且存在局部低压区;导叶能够很好地降低流体速度并消除流体旋转分量;预测的性能曲线与实际性能曲线较为吻合。     

螺栓法兰连接模糊故障树分析

根据螺栓法兰连接系统的模糊性、连接系统的主要故障及其失效原因,建立以连接系统泄漏失效为顶事件的故障树.依据模糊集理论,基于基本事件发生概率的三角模糊分布,对所建立的故障树进行了模糊分析.采用Fussel算法得到了顶事件的最小割集,求取了顶事件的模糊概率及不同置信水平下顶事件的隶属函数;将模糊重要度中值分析法引入螺栓法兰连接系统的故障树分析中,获得了顶事件最小λ截集水平下的各基本事件的模糊重要度,得到影响连接系统泄漏失效行为的重要因素,并给出相应的泄漏预防与控制策略.     

Ω形密封环的应力分析

作为弹性密封元件，Ω形密封环广泛应用于高参数工况条件下，掌握其在工况下的应力－应变状况是Ω环设计的重要内容。采用非线性有限元法对Ω形密封环在内压以及内压－轴向载荷作用下的应力－应变分布进行了计算，计算结果表明在轴向载荷与内压共同作用下，Ω环内的最大应变值出现在环壳－圆弧段交界面或环圈－圆弧段交界面上。该研究结果为Ω形密封环的极限设计提供了依据。     

正弦型波纹管强化传热机制的数值分析

基于Fluent软件建立了正弦型波纹管内流体的数值分析模型,研究了湍流状态下管内流体的流动与传热特性,分析了波纹管不同结构参数及流体进口速度对管内强化传热性能的影响规律。研究表明:当雷诺数Re相同时,正弦型波纹管内流体的平均努赛尔数Nu是其当量直径光管的1.65~2.67倍,且当Re约为28 000时,传热效果最佳;波高、波长对波纹管强化传热均有较大影响,在高雷诺数条件下,经过结构优化的波纹管能使回流区与主流区交界处形成不稳定的剪切层,此时传热效果达到最优。