隔水管快速接頭有限元分析

為加快隔水管海上施工,縮短工程工期,采用快速接頭代替焊接來連接各管段。結(jié)合葵東井區(qū)工程實(shí)例,采用計(jì)算軟件sacs對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析,得出隔水管在風(fēng)、浪、流和冰作用下的應(yīng)力。根據(jù)計(jì)算結(jié)果提取隔水管中危險(xiǎn)點(diǎn)的內(nèi)力,采用有限元分析軟件ansys建立快速接頭的有限元模型,進(jìn)行局部分析和強(qiáng)度校核。

鉆桿接頭是鉆桿失效的主要部位,而影響接頭受力的主要因素為接頭螺紋。利用ansys有限元軟件對(duì)螺紋的三種主要形式(臺(tái)肩、錐度以及牙型)作了分析比較,為千米鉆機(jī)鉆桿的設(shè)計(jì)提供了重要的參考依據(jù)。

鋼筋等強(qiáng)度剝肋滾壓直螺紋接頭是將待連接的鋼筋端部用配套的鋼筋滾 壓直螺紋成型機(jī)剝肋滾壓成直螺紋，通過連接套筒將兩根鋼筋連接成一 體的、能充分發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度的機(jī)械連接方式。該連接方式適用于混凝土 結(jié)構(gòu)中直徑為16－40的hrb335、hrb440熱軋帶肋受力鋼筋的任意方向 連接。 一、施工準(zhǔn)備 1、材料準(zhǔn)備： 鋼筋應(yīng)具有出廠合格證和力學(xué)性能檢驗(yàn)報(bào)告，所有檢驗(yàn)結(jié)果，均應(yīng)符合 現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。連接套筒應(yīng)有出廠合格證，一般為低合金 鋼或優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，其抗拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)大于、等于被連接鋼筋的 受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.20倍，套筒長(zhǎng)為鋼筋直徑的二倍，套筒應(yīng)有保護(hù) 蓋，保護(hù)蓋上應(yīng)注明套筒的規(guī)格。套筒在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中，要防止銹 蝕和沾污，套筒的尺寸偏差及精度要求見表1。 表1：套筒尺寸偏差及精度要求 套筒直徑d外徑允許偏差長(zhǎng)度允許偏差螺紋精度 ≤50±0.5±0.56h/g

針對(duì)沖壓連接接頭拉剪強(qiáng)度的數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究。對(duì)0.7mm低碳鋼+0.7mm低碳鋼以及1mm低碳鋼+1mm低碳鋼板沖壓連接接頭的剪切拉伸過程建立有限元模型,采用數(shù)值模擬的方法分析沖壓連接接頭的拉剪強(qiáng)度及失效形式。并且通過試驗(yàn)過程驗(yàn)證有限元模擬結(jié)果的可靠性。在確定有限元模型可靠的情況下,分析了沖壓連接接頭處的網(wǎng)格尺寸以及沖壓連接接頭的嵌入值對(duì)沖壓連接接頭的影響。研究結(jié)果表明:有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好;合適的網(wǎng)格尺寸能夠在優(yōu)化計(jì)算時(shí)間的同時(shí)得到可靠的計(jì)算結(jié)果;沖壓連接接頭的拉剪強(qiáng)度受上板嵌入值影響。

結(jié)合鉆桿的受力特點(diǎn),對(duì)其螺紋參數(shù)展開研究,建立了接頭圓錐梯形螺紋的三維模型,應(yīng)用有限元法分析了接頭螺紋在多種工況下的等效應(yīng)力與接觸應(yīng)力分布規(guī)律;依據(jù)分析結(jié)果,提出了復(fù)合錐度設(shè)計(jì)與柱面結(jié)構(gòu)密封的改進(jìn)方案。研究結(jié)果表明,新設(shè)計(jì)有效地改善了內(nèi)、外螺紋最后嚙合處的應(yīng)力集中,提高了螺紋密封性能。試驗(yàn)結(jié)果顯示該接頭的承載與密封性能達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo),完全滿足煤礦井下定向鉆進(jìn)施工的需要。

在碗扣式腳手架的有限元分析中對(duì)桿件接頭的處理

基于三維cad/cae軟件solidworks平臺(tái),建立方形臥式真空罐的有限元模型,進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度的分析。使用cosmos有限元與優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,建立以油箱重量最小為目標(biāo)函數(shù),應(yīng)力和位移為約束的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,對(duì)加強(qiáng)筋的截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中,得到了良好的使用效果。

門體堵頭端部中間的收縮變形是bc/bd-625g冷柜的重大缺陷,bd-500冷柜是在bc/bd-625g基礎(chǔ)上開發(fā)的新產(chǎn)品。建立堵頭計(jì)算的簡(jiǎn)化模型,得出變形的線載荷?；赼baqus有限元分析軟件,分析了bc/bd-625g的堵頭變形。對(duì)bd-500的堵頭數(shù)值模擬采用在簡(jiǎn)化模型上增加3種不同方案加強(qiáng)筋的方法分別進(jìn)行了有限元分析,得出優(yōu)先采用的方法。設(shè)計(jì)出的堵頭經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證,與abaqus程序的分析結(jié)果基本吻合。

利用ansys大型分析軟件,建立屬于表面非線性和材料非線性相耦合問題的復(fù)合材料錨桿螺紋螺帽聯(lián)接的彈塑性軸對(duì)稱接觸有限元模型。對(duì)復(fù)合材料錨桿螺紋螺帽在間隙配合時(shí)軸向載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,復(fù)合材料錨桿螺紋螺帽聯(lián)接能夠滿足煤礦安全生產(chǎn)的強(qiáng)度和剛度要求,為復(fù)合材料螺紋螺帽聯(lián)接的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù),對(duì)復(fù)合材料錨桿螺紋螺帽聯(lián)接在工程實(shí)際中的推廣使用有著重要的意義。

鋼筋滾壓直螺紋連接技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)廣泛使用,但目前沒有國(guó)家的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),本文通過對(duì)滾壓直螺紋連接技術(shù)的強(qiáng)度和連接最小螺紋扣數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究和有限元分析,給出了比較合適的最小螺紋旋和長(zhǎng)度和螺紋扣數(shù)(9~11扣),為今后該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用提供參考。

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過答辯 1 倒傘型曝氣機(jī)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 摘要：研究污水處理設(shè)備強(qiáng)度優(yōu)化問題,倒傘型曝氣機(jī)是污水生物處理技術(shù)中的關(guān)鍵 設(shè)備,具有充氧、攪拌和推流等作用。攪拌葉輪的設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)其最主要的性能指標(biāo)充 氧動(dòng)力效率至為關(guān)鍵。在研究曝氣機(jī)充氧機(jī)理的基礎(chǔ)上,對(duì)曝氣機(jī)的葉片進(jìn)行了實(shí)體建 模、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先利用ansys平臺(tái)對(duì)葉片工作過程進(jìn)行了研究,通過實(shí)體 建模、網(wǎng)格劃分和有限元分析等過程,對(duì)曝氣機(jī)攪拌葉片在工作狀態(tài)的應(yīng)力應(yīng)變情況進(jìn) 行了有限元仿真分析。仿真結(jié)果明確了葉片的薄弱環(huán)節(jié),并為進(jìn)行優(yōu)化和改良結(jié)構(gòu),為產(chǎn) 品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供了研究依據(jù)。 關(guān)鍵詞:倒傘曝氣機(jī);有限元分析;優(yōu)化設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師簽名： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過答辯 2 finiteelementanalysisandoptimal

針對(duì)某異型管板蒸發(fā)器無設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可依,工程設(shè)計(jì)中管板較厚的問題,對(duì)該蒸發(fā)器管板的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)、機(jī)械場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行三維有限元分析。分析結(jié)果表明,溫度對(duì)蒸發(fā)器異型管板的應(yīng)力強(qiáng)度影響較大,對(duì)現(xiàn)有管板工程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

目前,氣動(dòng)工具減振手柄的設(shè)計(jì)已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。本文就是以氣釘槍為研究對(duì)象,通過對(duì)所設(shè)計(jì)的減振手柄進(jìn)行水壓測(cè)試,以有限元軟件ansysworkbench為計(jì)算平臺(tái),對(duì)其進(jìn)行整槍振動(dòng)加速度分析,為氣釘槍減振手柄優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

針對(duì)海洋修井機(jī)底座輕量化的要求,利用ansys軟件對(duì)某海洋修井機(jī)底座進(jìn)行了三維有限元分析,得到了位移及應(yīng)力分布。結(jié)果表明,最大鉤載工況下強(qiáng)度和穩(wěn)定性均滿足要求。用matlab和ansys軟件對(duì)底座結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化,得到符合底座工況要求的最優(yōu)梁的截面尺寸,并對(duì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。結(jié)果表明,優(yōu)化結(jié)構(gòu)也滿足底座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),matlab優(yōu)化設(shè)計(jì)的底座結(jié)構(gòu)更節(jié)約材料,所得到的設(shè)計(jì)尺寸更接近最優(yōu)解,因此選取matlab優(yōu)化設(shè)計(jì)的底座結(jié)構(gòu)來指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

借助ansys有限元分析軟件,建立防爆電機(jī)底座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)化模型,以底座的重量為目標(biāo)函數(shù)對(duì)底座結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化過程中考慮它所受應(yīng)力約束、位移約束,并對(duì)優(yōu)化前后的位移和應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后位移和應(yīng)力值有所增大,但在使用允許值范圍內(nèi),優(yōu)化后使底座在正常、穩(wěn)定運(yùn)行的情況下的重量大大減輕,從而為批量生產(chǎn)節(jié)約大量原材料,對(duì)降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

鉆桿內(nèi)螺紋接頭失效分析

隔水導(dǎo)管特殊螺紋接頭的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)在于降低生產(chǎn)成本，提高鉆井速度。提高生產(chǎn)效率，可以用于打樁作業(yè)。在設(shè)計(jì)完成后，通過ansys有限元分析計(jì)算軟件建模，模擬其打樁時(shí)受力狀態(tài)，進(jìn)行分析計(jì)算，得出其裝配應(yīng)力分布和應(yīng)力值，得出在加載載荷后的應(yīng)力分布及應(yīng)力值的大小，通過與所選材料的許用應(yīng)力進(jìn)行比較，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析計(jì)算為進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。

根據(jù)φ244.5mm(95/8英寸)套管偏梯形螺紋接頭的實(shí)際工作情況,建立了預(yù)緊力、軸力、內(nèi)外壓力、彎矩和扭矩等載荷工況的力學(xué)模型,并依據(jù)力學(xué)模型建立了該接頭的有限元網(wǎng)格模型.采用彈塑性接觸問題的有限元分析方法分析了上扣、下套管、旋轉(zhuǎn)套管3種典型工況下該接頭的接觸壓力分布、應(yīng)力分布和應(yīng)變分布,可以揭示螺紋接頭接觸區(qū)和牙齒的彈塑性行為,對(duì)工程應(yīng)用有重要的指導(dǎo)作用.研究表明:偏梯形螺紋接頭的前3個(gè)牙齒和最后3個(gè)牙齒的應(yīng)力和接觸壓力都很大,螺紋連接在這些部位后很容易發(fā)生粘扣.

為確保足夠的連接強(qiáng)度,聯(lián)接入井的特殊螺紋接頭密封面、扭矩臺(tái)肩處的密封副必須保持合理的應(yīng)力水平。文中以某特殊螺紋接頭為例,通過ansys有限元軟件進(jìn)行應(yīng)力分析,得到了內(nèi)壓、軸向力及復(fù)合載荷等不同載荷作用下油管接頭的應(yīng)力分布規(guī)律。結(jié)論表明:內(nèi)壓與軸向拉力復(fù)合作用時(shí),隨著軸向拉力的增大,最大等效應(yīng)力點(diǎn)由密封面逐漸向大端螺紋處轉(zhuǎn)移;復(fù)合載荷作用下,該特殊螺紋接頭兩端仍有較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象,存在應(yīng)力不均問題,應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)螺紋參數(shù)。

雙螺紋接頭g1din2982螺紋接頭是一種常用的管道連接元件，其設(shè)計(jì)和制造均符合din2982標(biāo)準(zhǔn)。這種接頭的主要特點(diǎn)是采用了雙螺紋設(shè)計(jì)，使得連接更加穩(wěn)固，密封性能更好。在工業(yè)生產(chǎn)中，雙螺紋接頭g1din2982螺紋接頭被廣泛應(yīng)用于各種管道系統(tǒng)，如水、氣、油等介質(zhì)的輸送管道中，能夠有效保證管道系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在分析s71繩索取心鉆桿接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上,建立了其上扣扭矩計(jì)算公式。給出了利用ansys對(duì)鉆桿接頭進(jìn)行上扣扭矩影響分析的實(shí)現(xiàn)方法。所得結(jié)果與實(shí)際情況相符,可用于最佳上扣扭矩的計(jì)算及鉆桿接頭螺紋參數(shù)的優(yōu)化研究。