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基于热力耦合模拟及物理实验的全焊接球阀焊接工艺优化研究

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基于热力耦合模拟及物理实验的全焊接球阀焊接工艺优化研究

作者：王旺四川轻化工大学

学位级别：硕士

40"FW-WE-600LB新型大口径全焊接锻钢球阀,主要用于中俄管线天然气运输。其结构属于圆筒形焊接球阀,由左、中、右三部分阀体焊接组成,焊缝属于大深窄焊缝,需采用多层多道焊。在实际生产运行过程中,球阀强度及密封性能受焊接质量影响。... 详细信息

40"FW-WE-600LB新型大口径全焊接锻钢球阀,主要用于中俄管线天然气运输。其结构属于圆筒形焊接球阀,由左、中、右三部分阀体焊接组成,焊缝属于大深窄焊缝,需采用多层多道焊。在实际生产运行过程中,球阀强度及密封性能受焊接质量影响。本论采用数值模拟与物理实验相结合的研究方法,通过热力耦合数值模拟、残余应力测试、焊后免热处理去应力处理和全焊接球阀强度及密封性能检测,对原有焊接工艺进行了评价,改进与优化了焊接工艺,并对该球阀主要技术性能作出了检测评价。首先,为了确定了适用于本课题阀门的热力耦合计算方法,本文以T型接头、平板对接接头和圆管接头为例,基于ABAQUS软件分别使用生死单元与非生死单元两种有限元方法,对得到的焊接温度场、应力应变场结果,以及计算效率进行了比较研究。两种计算方法的下温度场、应力场的分布规律与趋势保持一致,但由于焊缝单元设置性质不同,生死单元法的模拟过程更接近实际情况,其计算结果误差更小。同时发现,两者差距可通过提高热交换率达到补偿,且非生死单元法在准确反映各计算量分布规律与趋势的前提下,相较于生死单元法有显著的计算效率优势。最终,决定在焊接过程模拟计算中,结合以上两种方法的优势来解决本文所涉及的工程问题。即基于ABAQUS有限元分析软件,利用python语言二次开发对阀门整体实现大规模的生死单元载荷步设置;并结合工程实践对各层焊缝采用非生死单元法进行独立计算,再通过热力耦合理论建立各焊缝之间的联系,以此来研究焊接温度场、应力应变场分布规律。通过该焊接模拟计算方法,发现由于阀体厚度较大,在现有工艺下焊接残余应力在阀体径向上具有不均匀性;球阀外表面焊缝影响区域的环向残余应力和轴向残余应力均为拉应力,沿着焊缝深度方向逐渐向内过渡为压应力,环向压应力最大值出现在焊接终点位置,轴向应力集中分布在球阀中体焊缝影响区,应力集中区最大等效应力约为477 MPa,超出了阀门承压母材“A350-LF2”屈服极限。在环向应力和轴向应力的共同作用下,球阀右体和中体均向着焊缝区域发生收缩变形,其中变形主要发生在球阀右体。说明目前的工艺参数并不适用于40"FW-WE-600LB型全焊接球阀,需要进行优化。然后,在维持球阀结构和材料的前提下,通过改变焊接电流、电压、焊接速度和焊缝厚度,进行了四因素三水平正交试验的热力耦合模拟计算,并对其结果进行了方差分析。发现对于对残余应力的影响显著性,RA(焊接电流)>RB(焊接电压)>RC(焊接速度)>RD(焊缝厚度);电流380 A、电压28 V、焊接周期1020 s、14层5 mm厚度焊缝的组合较合理,阀体焊接残余应力较小。在该工艺下,焊接生产了阀门样本,并通过盲孔法测试出残余应力为拉应力180 MPa,远小于工艺优化前的应力水平,达到了产品质量要求。证明所采用的模拟计算方法,以及优化后的焊接工艺方案是合理可行的。最后,为了进一步控制球阀变形,稳定球阀质量,对该工艺下的球阀进行了抛丸去应力处理,阀体残余应力转变为了压应力,减小到了130 MPa左右。并依据美国石油输出组织球阀设计标准API6、ASME锅炉压力容器建造规范,以及全焊接管线球阀使用技术和安全性指标要求,完成了球阀空载动作性能试验、壳体强度试验、全压差开启动作性能试验、高压密封试验、体腔泄压试验和低压气密封试验,评价了球阀质量与安全性。通过检测发现,焊接工艺优化后的,该球阀各项试验指标均达到技术标准,其关键技术指标密封性能及强度性能均满足质量要求。目前本文研究成果已在企业得到推广使用,40"FW-WE-600LB全焊接球阀已投入生产。

关键词：全焊接球阀热力耦合数值模拟物理实验焊接工艺优化性能检测

欧洲地铁、城轨及高端铁路货车标记自粘膜性能的检测方法研究

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智慧轨道交通 2024年第1期61卷 28-32页

作者：李宇航翟鹏军王亦昕中车山东机车车辆有限公轨道车辆研究所山东济南250022

文章对出口欧洲的地铁、城轨及高端铁路货车车体外表面标识及内部装饰应用的自粘膜性能进行了深入研究,从功能、基础材料、通用参数等几个方面详细介绍了自粘膜的特点,并对该类型产品的检测方法及性能试验进行了归纳总结,其中包括对自... 详细信息

文章对出口欧洲的地铁、城轨及高端铁路货车车体外表面标识及内部装饰应用的自粘膜性能进行了深入研究,从功能、基础材料、通用参数等几个方面详细介绍了自粘膜的特点,并对该类型产品的检测方法及性能试验进行了归纳总结,其中包括对自粘膜厚度、光泽度、粘合性、尺寸稳定性的一般检测,较为复杂的化学稳定性检测以及应用氙辐射方法的耐候性检测。研究了化学稳定性检测中耐清洗剂特性的要求以及对油漆清除剂的抗性的要求。此外,重点分析了耐候性检测中氙辐射的检测方法、实验室或实验箱条件及评定依据以及辐射度、光照、喷淋、滤镜等参数对应的欧洲标准和行业一致性的规定。为出口欧洲铁路货车的相关设计、工艺、质检人员及自粘膜配件相关供应商提供检测方法的参考。

关键词：自粘膜性能检测氙辐射试验光泽度检测粘合力粘合稳定性

基于PHM的STM32F4平衡力式继电器性能检测系统的设计与实现

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仪表技术与传感器 2018年第6期 73-76页

作者：郝晓红王勇张建芳黄复清中国民航大学工程技术训练中心天津300300

飞机电气线路老龄化问题日渐突出,航空继电器作为电气系统中不可或缺的部件,其疲劳性和可靠性对飞机安全至关重要。LEACH型平衡力式继电器凭借其具有记忆功能、耗电少、动作快、环境适应性好等优良特性,广泛应用于航空电气控制系统中。... 详细信息

飞机电气线路老龄化问题日渐突出,航空继电器作为电气系统中不可或缺的部件,其疲劳性和可靠性对飞机安全至关重要。LEACH型平衡力式继电器凭借其具有记忆功能、耗电少、动作快、环境适应性好等优良特性,广泛应用于航空电气控制系统中。文章以平衡力式继电器为检测对象,以PHM技术为指导原则,依据继电器可靠性测试标准和方法,设计了继电器性能检测系统。该系统采用STM32F429为核心控制器,可完成继电器性能参数采集、数据处理、状态监测等。试验结果表明,系统运行良好,满足设计技术指标,可为继电器剩余寿命评估、寿命预测及维修提供硬件支持和判断依据,具有较高应用价值。

关键词： PHM STMF32F 平衡力式继电器性能检测

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电动汽车制动能量回收性能检测研究进展

汽车实用技术 2022年第19期47卷 6-11页

作者：史志飞王孝宇侯宝龙龚柯阳长安大学汽车学院陕西西安710064

传统汽车工业的发展带来环境污染、气候变暖、能源危机等问题,电动汽车在各国政府的大力扶持下迅速发展。作为提高电动汽车续航里程与能源效率的有效方法,制动能量回收技术已成为一项通用性关键技术,但目前制动能量回收技术的研究集中... 详细信息

传统汽车工业的发展带来环境污染、气候变暖、能源危机等问题,电动汽车在各国政府的大力扶持下迅速发展。作为提高电动汽车续航里程与能源效率的有效方法,制动能量回收技术已成为一项通用性关键技术,但目前制动能量回收技术的研究集中在控制策略研究上,少有针性能评价的研究。论文首先对国内外制动能量回收性能评价指标的研究现状进行了分析;其次,从试验方法、典型行驶工况和车速跟踪三方面对制动能量回收性能测试方法进行了研究;最后,论述了电动汽车制动能量回收性检测存在的问题和未来的发展趋势。

关键词：电动汽车制动能量回收性能检测测试方法循环工况车速跟踪

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建筑常用钢筋材料的性能检测问题及改善建议

中国科技期刊数据库工业A 2023年第7期 0128-0131页

作者：王敏敏唐山守信市政工程检测有限公司河北唐山063000

在建筑施工中,钢筋是一种重要的工程原料,其对整个建设项目的质量和经济效益有着重要的影响。由于钢筋材料的种类繁多、性能复杂,在使用时要考虑其质量、性能是否达标,因此要对其进行质量和性能的检测。钢筋是建筑工程中最重要的材料之... 详细信息

在建筑施工中,钢筋是一种重要的工程原料,其对整个建设项目的质量和经济效益有着重要的影响。由于钢筋材料的种类繁多、性能复杂,在使用时要考虑其质量、性能是否达标,因此要对其进行质量和性能的检测。钢筋是建筑工程中最重要的材料之一,在工程建设中占有举足轻重的地位。为此论文以建筑施工中常用的配筋为出发点,从配筋的性能检验入手,对配筋进行进一步探讨。在此基础上,给出相应的改善方法,为实际应用提供参考。

关键词：常用钢筋材料性能检测问题分析改善建议

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混凝土材料性能检测质量控制探讨

居舍 2023年第30期 55-57页

作者：郭勇强山东华邦建设集团有限公司

混凝土作为现代工程项目建设最为主要的材料，其性能和工程质量密切相关。通过性能检测可以明确混凝土的性质，进而支持相关施工人员根据工程项目实际需求合理控制混凝土配比，提高混凝土材料应用价值。为了优化混凝土材料性能检测水平... 详细信息

混凝土作为现代工程项目建设最为主要的材料，其性能和工程质量密切相关。通过性能检测可以明确混凝土的性质，进而支持相关施工人员根据工程项目实际需求合理控制混凝土配比，提高混凝土材料应用价值。为了优化混凝土材料性能检测水平，本文首先总结混凝土检测重要性、主要内容和检测方法，然后对混凝土各种原材料的检测技术要点进行了分析，并且提出优化性能检测质量的建议。

关键词：混凝土性能检测检测质量

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2FZ200型撒肥机结构设计与性能检测

南方农机 2023年第1期54卷 31-33,62页

作者：林羽陈中武何林岳丹丹广东省农业技术推广中心广东广州510515 广东省现代农业装备研究所广东广州510630

广东省拥有丰富的有机肥资源,但大部分区域的肥料撒施工作仍依靠人工完成,为缓解人工施撒有机肥劳动强度大、效率低的问题,课题组研发了一种履带自走式撒肥机。测试结果显示,撒肥机的最大载重量为200 kg,肥料抛撒宽度为4m,抛撒作业效率... 详细信息

广东省拥有丰富的有机肥资源,但大部分区域的肥料撒施工作仍依靠人工完成,为缓解人工施撒有机肥劳动强度大、效率低的问题,课题组研发了一种履带自走式撒肥机。测试结果显示,撒肥机的最大载重量为200 kg,肥料抛撒宽度为4m,抛撒作业效率≥0.2 hm^(2)/h。性能测试结果显示,该自走式撒肥机能满足一般农田管理作业要求,可提高撒肥作业效率,降低人员劳动强度。

关键词： 2FZ200型撒肥机自走式性能检测

成型工艺与超声外场对PA66注塑制件性能影响的研究

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成型工艺与超声外场对PA66注塑制件性能影响的研究

作者：胡继刚大连理工大学

学位级别：硕士

PA材料作为五大工程塑料之一,具有优良的综合性能,经上世纪诞生以来的几十年发展,已经成为汽车、交通、军事工业中不可或缺的材料。但PA材料的熔点较高,对成型温度又极为敏感,限制了其在相关领域的进一步应用。超声技术在注塑成型领域... 详细信息

PA材料作为五大工程塑料之一,具有优良的综合性能,经上世纪诞生以来的几十年发展,已经成为汽车、交通、军事工业中不可或缺的材料。但PA材料的熔点较高,对成型温度又极为敏感,限制了其在相关领域的进一步应用。超声技术在注塑成型领域的发展,使PA制件成型性能改善多了一种可能。但是超声能量在成型时对熔体冷凝过程、结晶行为的作用机理尚不明确,以及超声参数与工艺参数的交互作用对制件微观结构、宏观性能的影响都有待深入研究。本文针对以上问题,主要做了以下工作:首先,对所选择的PA66材料完成工艺参数优化的正交试验,探究熔体温度、模具温度、注射压力与注射速度对PA66制件拉伸强度及结晶度的影响规律,找出最佳工艺参数组合。通过两种分析手段对正交试验结果进行处理,结果表明:对PA66试样结晶度影响最大的是熔体温度,其次是模具温度、注射压力,注射速度对结果的影响最不明显;对试样拉伸强度影响最大的同样是熔体温度,其次是注射压力、模具温度、注射速度;并通过分析各工艺参数对试样结晶行为及力学表现的影响规律,确定了最佳成型工艺参数组合:熔体温度265℃,模具温度60℃,注射压力100 MPa,注射速度80 mm/s。其次,在上述工艺参数组合下利用超声辅助模具完成了超声振动功率的单因素注塑成型实验,模具中超声振动的方向垂直于熔体流动方向。并通过拉伸试验、X射线衍射、偏光显微镜等手段对成型后的试样进行宏观力学及微观结构的分析。结果表明:超声振动功率为120W时,低辐高频振动会促进晶核产生及晶体结构的完善,制件结晶度增加,力学性能得到改善;超声振动功率超过120W后,振幅的增大对熔体造成的冲击增强,导致分子链不能稳定地从各方向排入晶格,使晶体完善程度及力学性能下降。最后,在固定功率的超声振动下分别完成以熔体温度、模具温度、注射压力为变量的单因素成型实验,探究超声振动与各工艺参数的交互作用对制件质量的影响。拉伸试验、X射线衍射、偏光显微镜等实验结果表明:600W的超声振动与较高的熔体温度、较低的注射压力相结合,对成型试样的结晶度有提升作用,与模具温度间的交互作用对试样力学性能影响不明显,此外由于600W的超声振动引起的高频机械冲击对熔体内晶体结构的破坏,超声外场下成型的各组试样的拉伸强度对比无超声的对照组均有不同程度的下降。

关键词： PA66制件力学性能正交试验工艺参数超声振动性能检测

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门窗与建筑幕墙综合性能检测及优化策略研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第4期 0071-0074页

作者：孙晓磊广西创新建筑工程质量检测咨询有限公司广西南宁530031

本论文针对门窗与建筑幕墙的综合性能进行了深入的研究和探讨,重点介绍了性能检测的内容与方法,包括风压变形性能、气密性能、水密性能等关键指标的检测流程。同时,论文分析了当前门窗与幕墙设计中存在的问题,并提出了相应的优化策略。... 详细信息

本论文针对门窗与建筑幕墙的综合性能进行了深入的研究和探讨,重点介绍了性能检测的内容与方法,包括风压变形性能、气密性能、水密性能等关键指标的检测流程。同时,论文分析了当前门窗与幕墙设计中存在的问题,并提出了相应的优化策略。通过实际案例的分析,验证了优化策略的有效性,为提升建筑门窗与幕墙的综合性能提供了有益的参考。

关键词：门窗建筑幕墙性能检测优化策略案例分析