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弯直导条组合结构电机转子焊接装配残余应变试验研究: 2017年; 为减小电机转子工作时的温度应力,电机工程师应用膨胀节原理,设计两根弯导条和一根直导条的组合结构代替原来的直导条结构。采用切割法释放此结构电机转子的残余应变,应用应变仪采集应变数据,并与同样材料和直径的直导条结构的测试结果对比,分析弯直导条组合结构对电机转子残余应变的影响。研究结果表明:弯直导条组合结构对端环环向残余应变的大小和不均匀度影响有限,但对直导条残余应变的影响较大,导致其应变标准差相比直导条结构电机转子增加15.5倍,最大残余应变增大2.12倍。试验结果对电机转子导条结构的设计有一定参考价值。; 杨寄诚成志强王凯一刁露阳柳葆生; 关键词：电机转子

B型套筒角焊缝力学性能模拟实验被引量：4: 2021年; X80钢管道的环焊缝缺陷一般采用B型套筒补强的方法。为了进行B型套筒角焊缝力学性能模拟实验,并探究超声冲击对其力学性能的影响,设计多组X80钢材质的品字形角焊缝试件,用以模拟补强管道的拉伸、弯曲、低周疲劳工况。采用万能实验机和疲劳实验机,测得超声冲击处理前后试件的最大拉伸力、最大弯曲载荷和拉伸力循环次数曲线。实验结果表明,超声冲击处理角焊缝,对B型套筒结构的抗拉强度、弯曲强度、疲劳强度基本没有影响;在管道环焊缝完全开裂的极端情况下,B型套筒角焊缝能承受的极限弯矩约为管道母材的69%。实验结果可为确定B型套筒的适用条件提供基础数据。; 成志强胡聪段金伟吕志伟杨涛; 关键词：X80钢角焊缝超声冲击力学性能

复合材料增强管线钢管压力设计新方法被引量：2: 2020年; 复合材料增强管线钢管(CRLP)是一种具有高承压能力的新型管道,其应用日趋广泛,但相应的管道压力设计方法尚不完善。对现有规范的分析表明,现有压力设计模式已不适合组合型管道。通过以CRLP平均环向应变作为设计的显式失效判据,并区别不同工况下的失效模式,确定相应的安全系数。基于组合薄壁圆筒模型,分别导出了是/否进行预应力处理的压力设计公式。压力设计公式考虑了CRLP几何尺寸、管线钢和复合材料力学性能对设计压力的影响。算例分析表明,对于未经过预应力处理而直接投用的CRLP,主要的失效模式是试压过程中产生过量残余变形;而对于进行过预应力处理的CRLP,主要失效模式转变为工作压力下的蠕变破坏。预应力处理可以一定程度上提高CRLP的设计压力,并有助于充分利用复合材料的承载能力。; 王言聿成志强郭旭; 关键词：失效模式

管道体积型缺陷复合材料补强的试验模拟研究被引量：1: 2020年; 为分析管道体积型缺陷屈服前后复合材料缠绕层分担载荷的差异,在材质为X60钢、外径为508mm、壁厚为8.7mm的管件上预制深厚比约为70%的体积型缺陷,并进行低压水压试验,分析缺陷及完整管壁在弹性阶段的应力分布特点。采用玻璃纤维复合材料补强管道缺陷再次进行试验,分析试验压力上升时,管道缺陷发生塑性变形的水压值及应变响应趋势;采用水压试验结果验证有限元模型的准确性后,应用数值模拟分析管件缺陷屈服前后复合材料作用的差异。研究表明:对含体积型缺陷的管道,缺陷区域在内压作用下形成局部弯矩;复合材料缠绕层可以有效抑制这一弯矩,使弹性阶段局部弯矩的最大降幅超过50%,提高了缺陷发生屈服的压力;缺陷区域屈服之后,复合材料缠绕层分担环向载荷,对缺陷管壁的局部鼓胀具有约束作用,使补强管道沿剩余壁厚的应力分布不均匀度降低,约为未补强管道的一半,提高了管道的承载能力。; 王言聿成志强郑策; 关键词：纤维增强复合材料补强机理水压试验有限元方法局部弯矩

Ⅱ型加载条件下复合材料与管线钢共固化界面有效搭接长度试验: 2020年; 为了确定复合材料与管线钢共固化胶结界面受剪时的有效搭接长度,设计了双搭接胶结试件拉伸试验.对界面在Ⅱ型加载条件下的失效扩展过程进行了试验研究和有限元模拟.试验结果表明,界面的破坏形式为脱粘失效.试验得到了复合材料表面沿拉伸方向上的应变分布规律,胶结界面剪切应力与滑移量之间的关系(Bond-Slip曲线),计算可得Ⅱ型加载条件下复合材料与管线钢胶结界面的临界能量释放率为1062 N/m,界面的有效搭接长度约为15.5 mm.将临界能量释放率应用到有限元模拟的界面本构,模拟得到的复合材料沿拉伸方向的应变分布规律与试验结果对比较好.有限元分析结果表明,裂纹沿着胶结界面由两侧向中间位置逐渐发生与扩展.; 吕志伟王言聿张保龙彭强成志强

CRH3动车组高速出入声屏障时压力场特性的试验研究被引量：1: 2020年; 在某铁路特大桥声屏障试验段,布置超低压压力传感器阵列,采用自主研发的压力采集系统,测试获得了CRH3动车组以时速300km/h^350km/h往返行驶进出声屏障时的压力时程曲线。采用双线性插值方式,得到了压力传感器阵列布置区域的动态压力场。通过测试得到了压力场高低压区的形状、相对于声屏障的位置、高低压区的距离间隔等。分析了头波和尾波最大正、负压力值的差异。基于头波和尾波的压力场,得到压力场的最大正、负压力值与车速的平方近似成线性关系。研究结果可为声屏障的结构设计提供基础载荷数据。; 王言聿郭旭成志强; 关键词：声屏障 CRH3动车组压力场实车试验

基于环状库特流的管柱下井压力分析: 2014年; 在油管传输射孔(TCP)作业中,点火头压力主要根据套管中井液的静水压来计算,从而忽略了大直径管柱与套管之间明显存在的动压,这便存在提前射孔的风险。基于牛顿层流下的环状库特流理论,推导了动压与管柱几何尺寸及下放速度的解析关系式,并通过编程实现了多级管柱的动压叠加效应,指出了导致"憋压"效应的因素。; 王言聿成志强柳葆生; 关键词：油管传输射孔

管道沉降模式识别方法: 2018年; 管道沉降严重影响运营安全,评估管道安全的应力指标与沉降模式密切相关。管道发生沉降后,沉降管道的垂向位移量可采用水准仪测量,水平位移量却不便直接测量。只有获得沉降模式及两个方向的位移量后,方可制定沉降治理方案。该文提出一种基于有限元模型反求水平位移量的方法。采用超声残余应力测试系统获得管道的轴向应力,在已知的测试垂直位移量与假定的不同水平位移量组合下,利用有限元软件模拟管道的轴向应力,并与超声残余应力测试结果比较,确定管道的沉降模式及倾斜沉降的程度。以某储气库场站的沉降管道为例,详细论述沉降模式识别及其水平位移量反求的方法。; 张世超成志强李鸣; 关键词：轴向应力

环氧树脂真空填充过程的数值模拟被引量：1: 2017年; 环氧钢套筒是油气管道修复补强的一个重要手段,研究环氧树脂在套筒与管壁间填充的完整性,对管道补强修复具有重要意义。基于FLUENT软件中的VOF方法,模拟了环氧树脂在真空条件下的填充过程,分析了套筒的进出胶口位置和真空度对环氧树脂最终填充率的影响。研究结果表明:(1)环氧套筒进胶口和出胶口相距越远,环氧树脂填充率越高。在进胶口和出胶口分别位于套筒上下两端时填充效果最好,在真空度为80 k Pa时,填充率为99.90%;(2)出胶口真空度对环氧树脂的填充完整性影响较小,在真空度为50 k Pa时,填充率为99.79%。在真空度为80 k Pa时,填充率为99.90%,填充率仅增加了0.11%。; 王巍尧成志强张勇张豫陆剑锋; 关键词：环氧树脂真空度填充率

蜂窝结构挤压成形的数值模拟与实验被引量：2: 2013年; 通过对蜂窝结构特点的分析,基于国内外蜂窝体成形工艺现状,采用挤压成形法对蜂窝体的成形展开研究。首先对蜂窝结构的喂料选择、配制和流变性进行实验研究,初步确定了喂料的流变特性及黏度值,运用有限元CFD软件POLYFLOW对蜂窝体的成形进行数值模拟,初步确定挤压成形模具的内部结构并进行逐步优化;然后加工得到挤压成形模具;最后进行蜂窝体成形实验,得到实验产品。挤压实验结果验证了仿真设计的挤压装置的可行性,为蜂窝体成形的进一步优化提供了有效手段和参考。; 余杭卓成志强柳葆生; 关键词：蜂窝结构流变性黏度数值模拟

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国家教育部博士点基金(20110184110017)

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