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塔机变幅小车上钢丝绳防窜槽及张紧装置有限元分析研究

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广州建筑 2022年第6期50卷 17-20页

作者：何涛广州五羊建设机械有限公司广州510520

为解决塔机变幅小车上起升和变幅钢丝绳使用过程中出现的安全问题,本研究运用SOLIDWORKS三维仿真设计技术,分析了起升和变幅钢丝绳在不同工况使用过程中的运动规律,建立了钢丝绳挡圈型防窜槽装置和张紧装置三维模型,并基于ABAQUS软件进... 详细信息

为解决塔机变幅小车上起升和变幅钢丝绳使用过程中出现的安全问题,本研究运用SOLIDWORKS三维仿真设计技术,分析了起升和变幅钢丝绳在不同工况使用过程中的运动规律,建立了钢丝绳挡圈型防窜槽装置和张紧装置三维模型,并基于ABAQUS软件进行有限元分析校核。结果表明,通过三维仿真设计和有限元分析校核得到的结构模型是可行的;经过项目应用后,表明该装置可有效解决钢丝绳跳绳、卡绳、脱槽、窜槽导致起升钢丝绳断裂以及变幅钢丝绳受力拉长后下坠导致防断绳保护装置失效的问题,避免安全事故的发生,保障施工人员人身安全,具有良好的应用前景和价值。

关键词：塔机变幅小车防窜槽张紧及调节装置有限元校核安全性

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大型风力机叶片的剪切强度计算与分析

太阳能学报 2014年第3期35卷 443-448页

作者：罗源王同光李慧南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室南京210016 无锡风电设计研究院有限公司无锡214174

依据薄壁杆件正应力计算方法和多闭室剖面剪流的理论依据,形成一套用于大型风力机叶片铺层设计的工程算法。该算法可计算各剖面在极限载荷作用下的固有特性和静强度,包括拉伸、压缩强度和面内剪切强度,给出一种用于多材料铺层的厚度折... 详细信息

依据薄壁杆件正应力计算方法和多闭室剖面剪流的理论依据,形成一套用于大型风力机叶片铺层设计的工程算法。该算法可计算各剖面在极限载荷作用下的固有特性和静强度,包括拉伸、压缩强度和面内剪切强度,给出一种用于多材料铺层的厚度折算方法和剪流计算过程。然后对工程算法设计的铺层进行有限元分析,主要校核叶片剖面的剪切强度和相对扭角。通过有限元校核,证明运用该工程算法进行叶片剪切强度计算与分析的合理性和可靠性。

关键词：叶片结构剪切强度计算剪流工程算法有限元校核

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果园电动履带底盘轻量化与动力学研究

果园电动履带底盘轻量化与动力学研究

作者：范思宇华南农业大学

学位级别：硕士

开发小型果园运输机具对于提高果农工作效率,促进果园机械化发展具有重要的意义。为满足果园运输机灵活性、轻便性及节能性需求,本文研制了一套电动遥控式履带运输机,建立并验证了运输机车架有限元模型,采用结构优化的方法对运输机车架... 详细信息

开发小型果园运输机具对于提高果农工作效率,促进果园机械化发展具有重要的意义。为满足果园运输机灵活性、轻便性及节能性需求,本文研制了一套电动遥控式履带运输机,建立并验证了运输机车架有限元模型,采用结构优化的方法对运输机车架进行了轻量化设计。建立并验证了履带运输机动力学模型,通过动力学仿真的方法得到了特殊地形条件下的车架受力危险点,结合动静力学仿真软件对轻量化设计后的车架进行了有限元校核。主要研究内容及结果如下:（1）确定了电动履带运输机系统的主要参数,进行了运输机动力部件的布局设计。（2）构建了履带运输机车架有限元模型,模拟分析了车架在弯曲和扭转工况下应力应变分布,并通过静态电测试验得到了车架横梁处6个测点的应力值,实测值与计算值大致吻合。针对弯曲、扭转两种典型工况应力条件采用结构优化的方法对履带运输机架进行了轻量化设计,根据优化结果重新设计了车架结构,对优化后的车架结构进行了有限元模拟分析,结果表明轻量化设计后的车架在满足强度和刚度的条件下,车架质量减轻8.82%。对轻量化后的车架进行了疲劳寿命分析,其结果表明最小疲劳寿命约为58713h,远大于理论计算值36500h,该点位于横梁与履带总承连接处。（3）构建了履带运输机动力学模型,以平地加速工况下的车体质心垂向加速度为指标对实车与动力学模型进行了对比分析,其结果表明实车与动力学模型的垂向加速度变化趋势基本一致。对履带运输机在30?坡度角以及越壕两种特殊条件下的通过性进行了仿真试验,得到了两种条件下运输机受到的冲击载荷,其结果表明运输机通过性能良好,爬坡度角为30?的瞬间履带运输机第一承重轮所受冲击载荷约为3700N,越壕瞬间第二承重轮所受冲击载荷约为4000N。进行了冲击载荷作用下车架受力的有限元校核,结果表明车架在冲击载荷作用下最大应力应变均有所增加,但仍然在车架可承受的范围内。（4）建立了驱动轮后置情况下的履带系统受力函数式,以任意一块履带板为研究对象,推导出在履带运输机平整路面行驶过程中履带间张紧力的计算公式,通过算例计算得到了该履带板在随着驱动轮旋转卷绕过程中的受力情况,结果表明履带间张紧力变化呈现一定的周期性,在不同的位置数值也随之不同。

关键词：电动履带运输机轻量化动力学仿真有限元校核

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海洋平台铁舾装减重研究

应用科技 2020年第3期47卷 6-10页

作者：夏广印杜之富中集海洋工程研究院有限公司山东烟台264670

海洋平台重量控制中,铁舾装等重量往往被忽视,并且设计一般以经验为主。但是,铁舾装减重对海洋平台设计意义重大。本文以铁舾装件中典型的花钢板设计为例,提出一种可操作性强,又满足安全性要求的铁舾装重量控制方法。首先进行相关规范... 详细信息

海洋平台重量控制中,铁舾装等重量往往被忽视,并且设计一般以经验为主。但是,铁舾装减重对海洋平台设计意义重大。本文以铁舾装件中典型的花钢板设计为例,提出一种可操作性强,又满足安全性要求的铁舾装重量控制方法。首先进行相关规范的研究,确定规范中对这些铁舾装件的设计要求,然后根据规范的规定情况进行设计研究。经过研究可知,目前依据经验设计的铁舾装件,普遍过于保守。通过精确的计算,得出指导性设计选型数据。

关键词：海洋平台重量控制规范设计花钢板有限元校核正应力弯矩

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M型高速槽道滑行艇概念设计

M型高速槽道滑行艇概念设计

作者：高扬哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

M型高速槽道滑行艇具有优越的水动力性能和良好的应用前景，双M型高速槽道滑行艇“短剑”号被美国Time杂志评为2006年度最优秀发明。目前国内对M型高速槽道滑行艇的研究仍然处于起步阶段，相关资料比较缺乏。本文完成了对M型高速槽道滑... 详细信息

M型高速槽道滑行艇具有优越的水动力性能和良好的应用前景，双M型高速槽道滑行艇“短剑”号被美国Time杂志评为2006年度最优秀发明。目前国内对M型高速槽道滑行艇的研究仍然处于起步阶段，相关资料比较缺乏。本文完成了对M型高速槽道滑行艇的概念设计工作，是一次积极有意义的尝试，对今后的研究工作具有一定的参考价值。本文主要完成了以下工作： 1．通过比较分析，为M型高速槽道滑行艇选择了一组主尺度并利用Solidworks软件建立了三维模型，利用Maxsurf软件输出型线图。型线设计的过程是一个循环往复的过程，即由初始型线建立Solidworks模型，根据Solidworks模型导入Maxsurf软件，输出CAD图纸，再调整CAD型线图，以此为依据建立Solidworks模型，直至得到基本满意的Solidworks模型和型线图。 2．基于Maxsurf软件完成了滑行艇的总体性能分析，包括快速性、耐波性及稳性分析。本文采用半经验半理论公式估算和Maxsurf软件计算两种方式对M型高速槽道滑行艇快速性能进行预报。半经验半理论公式包括SIT法、查洁法等，SIT法的应用更为广泛，文中用其进行阻力计算。计算结果表明半经验半理论公式估算与Maxsurf软件计算结果吻合良好，将计算所得功率与母型船比较，结果表明文中的M型高速槽道滑行艇快速性良好。耐波性分析采用谱分析方法，基于Maxsurf软件进行计算，选取波能谱为应用较为广泛的P-M谱及ITTC双参数谱，波浪参数参考四级海况，设定有义波高及波浪平均周期等要素。耐波性分析结果表明滑行艇在纵摇角度、升沉幅值等方面表现尚可，在升沉加速度及横摇幅值方面不符合要求。据此文中分析了耐波性不佳的原因及相应的可采取措施。船舶稳性是指船舶在外载荷的作用下偏离平衡位置，外载荷消失后能恢复到平衡位置的能力。论文中主要基于Maxsurf软件Hydromax模块校核了滑行艇出港和到港两种工况下的稳性，完成了静水力曲线绘制，浮态校核，大倾角稳性校核等环节，稳性衡准选择HSC相关完整稳性衡准。软件计算结果表明文中的M型高速槽道滑行艇在两种工况下都具有良好的稳性，在考虑风压力矩作用下稳性仍符合要求。 3．依据DNV规范完成了滑行艇的规范结构设计。结构规范计算依据DNV船级社《RULES FOR CLASSIFICATION OF HIGH SPEED, LIGHTCRAFT AND NAVAL SURFACE CRAFT》（2012.4）进行，根据计算得到的砰击载荷和静水载荷计算得到了滑行艇各部分构件的尺寸，即板厚和骨材剖面模数。 4．应用ANSYS Workbench相关模块对滑行艇进行了有限元分析，校核了机舱分段的强度并完成了模态分析。论文通过ANSYS Workbench平台的Static Structural模块分析机舱在静力载荷下的应力及变形，以及Modal模块对机舱平台进行了六阶模态分析。选择机舱分段进行分析的原因是机舱分段所受总载荷较大，包括海水静载荷和底部及槽道的砰击载荷，对其进行静力分析有现实意义，即若其强度满足要求则滑行艇其它分段结构同样可以满足强度要求。此外机舱同时承受波浪砰击载荷与主机及其轴系振动的作用，动力学分析较为复杂，有必要单独对其进行模态分析，了解振型特点与共振频率。软件计算结果表明机舱段结构强度符合要求，变形很小，结果理想，给出了六阶模态总变形情况及固有频率，为后续的瞬态动力学分析等奠定了基础。

关键词： M型高速槽道滑行艇总体性能结构设计有限元校核

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基于Fluent的预混燃烧分析

现代制造技术与装备 2017年第3期53卷 24-28页

作者：郭军华高海宇上海捷新动力电池系统有限公司上海200000 同济大学汽车学院上海201804

随着能源稀缺和环境恶化状况日趋严重,合理选择发动机燃料,合理组织燃料的燃烧,对提高发动机的动力性、经济性具有十分重要的意义。本文分析甲烷-空气预燃混合气及氢气-空气预燃混合气在高温燃烧器内燃烧时的燃烧压力、温度云图和产物... 详细信息

随着能源稀缺和环境恶化状况日趋严重,合理选择发动机燃料,合理组织燃料的燃烧,对提高发动机的动力性、经济性具有十分重要的意义。本文分析甲烷-空气预燃混合气及氢气-空气预燃混合气在高温燃烧器内燃烧时的燃烧压力、温度云图和产物分布图等,阐述燃空当量比、初始温度和初始压力对它们的影响,并利用已有试验数据进行了验证。

关键词：高温燃烧器有限元校核 Fluent 燃烧模拟

中小型LNG船C型独立液罐设计关键技术研究

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中小型LNG船C型独立液罐设计关键技术研究

作者：丁玲大连理工大学

学位级别：硕士

液化天然气（Liquefied Natural Gas,缩写为LNG）作为绿色能源而备受青睐,输送LNG的方式有管路和海上运输船两种。随着天然气的广泛应用,LNG船需求十分旺盛,液化天然气海上运输船的开发与研究已成为当今的热点问题。中小型LNG运... 详细信息

液化天然气（Liquefied Natural Gas,缩写为LNG）作为绿色能源而备受青睐,输送LNG的方式有管路和海上运输船两种。随着天然气的广泛应用,LNG船需求十分旺盛,液化天然气海上运输船的开发与研究已成为当今的热点问题。中小型LNG运输船是LNG船型发展至今的一个新概念。这种中小型LNG船具有营运周期短,中转频繁,造价低廉,已成为LNG船型发展的热门趋势。目前对于此船型的研究资料甚少,设计技术还不是十分成熟,世界上已建成投入营运的中小型LNG船屈指可数。同时,液货罐作为船舶的核心设备,且由于LNG气体的特性,对液舱的载运环境有特殊的要求。因此对中小型LNG船及其液舱系统的开发设计及关键技术研究将具有重要的理论意义和应用价值。传统的大型LNG船一般采用薄膜型和球罐型,技术复杂,造价昂贵。对于运量小,投资回收率低的中小型LNG运输船,如果再应用薄膜型或球罐型技术比较浪费,所以需要找到一种新的设计方法。乙烯船和LPG船的液舱设计技术已十分成熟,从船型、总布置、载运货物及运载环境等方面分析,中小型LNG运输船均与以上两种船型有着诸多相似之处,并且设计液货罐的技术难度小,制作工艺简单,造价低廉。因此通过参考乙烯船和LPG船的液舱系统来寻求中小型LNG船的液舱的设计方法具有可行性。综合论文的工作,主要采用的方法和工作步骤有以下几方面: 1.收集和查阅了大量国内外LNG船船型、主尺度及液舱形式等相关资料,在研究数十条LPG及乙烯运输船及其液舱特点和设计方法的基础上,阐述了新型船舶——中小型LNG运输船船型及液舱特点;2.论证了对设计液化气运输船存储和运输方式及C型独立液货罐的筒体和封头形式,提出了液罐尺度的确定方法及其影响因素,之后从设计压力、设计温度、设计载荷、罐体及封头厚度、选用材料、保温层、与船体相连构件及制荡舱壁等多方面详细叙述了液罐的设计方法及流程,最后探讨了静力和动载荷两种校核方法;3.总结了设计C型独立液货罐涉及的关键技术,包括计算板厚过程中的加速度椭圆方法,将船舶运动的三方向无因此加速度合成为液罐重心的加速度,罐体的结构设计技巧及材料的选用原则以实现运输LNG液体的极低温载运环境,载运过程中的温度和压力平衡的控制方法以及减小液舱内液体晃荡载荷等技术;4.通过设计一个容积为6000m~3LNG液货罐验证了论文中提出方法的可行性,并通过有限元计算对设计液罐进行了校核。通过计算结果可知在确定液舱及支持构件尺寸时,只通过校核货罐的轴向应力、周向应力及剪切应力设计出的结构存在高应力集中区域,还应校核船舶运动引起的动载荷状况,进一步对结构进行优化。同时对货罐结构加强的措施中,增加货罐板厚,改变支座位置及在内壁上增设加强圈均可有效的改善结构,但是增加板厚的同时增加了货罐的重量,因此建议采用改变支座位置和在内壁增设加强圈的方式进行加强。

关键词：中小型LNG船 C型独立液舱设计方法关键技术有限元校核

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ISIMBA水电站尾水闸门结构设计分析

中国水运（下半月） 2014年第7期14卷 230-232页

作者：张守国邵飞张辉上海勘测设计研究院上海200434

目前我国水电设计院参与海外市场的份额越来越大,由于国外设计依据与方法与我国不同,文中结合乌干达ISIMBA水电站尾水闸门的工程设计,参照美国钢结构协会(AISC)和美国陆军工程兵团(US-ACE)的有关规范,简要介绍荷载和抗力系数法并在闸门... 详细信息

目前我国水电设计院参与海外市场的份额越来越大,由于国外设计依据与方法与我国不同,文中结合乌干达ISIMBA水电站尾水闸门的工程设计,参照美国钢结构协会(AISC)和美国陆军工程兵团(US-ACE)的有关规范,简要介绍荷载和抗力系数法并在闸门结构计算中的运用,文中对我国其他类似项目有一定的参考作用。

关键词：尾水闸门结构设计荷载和抗力系数法有限元校核