利用大型通用有限元软件提供的二次开发功能,编制了碳纤维复合材加固钢筋混凝土T形梁的三维设计专用软件。突破了现有的单一截面设计,能以崭新的彩色三维方式展示结构整体的承载能力。该软件除了计算可靠之外,还可提供海量数据,满足实际工程的需要。

利用大型非线性有限元分析软件MSC.MARC,考察了橡胶的不可压缩性、O形圈的大变形引起的几何非线性和接触非线性,建立了橡胶O形圈的轴对称非线性有限元分析模型,分析了橡胶O形圈在其沟槽内的接触变形和密封界面上的接触应力分布规律,并讨论了同轴度对O形密封圈的影响,为橡胶密封件的设计开辟了一条新途径。

根据PCCP(预应力钢筒混凝土管)插口端内壁混凝土环裂产生机理,从管道结构设计出发,提出了高工压、双层缠丝管道PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施。该措施同时采用在插口异形钢环外侧预留变形缝、插口管芯内衬钢环以及插口内壁使用钢纤维混凝土等三种手段,通过提高插口抗弯能力、降低缠丝附加弯矩而实现插口内壁抗裂。建立了高工压、双层缠丝PCCP的三维非线性有限元模型,模拟了管道生产中的典型受力情况,分析了管道的应力和变形规律,并与无抗裂措施的管道进行了对比。结果表明,所提出的PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施可以大大改善高工压、双层缠丝PCCP插口内壁混凝土的环裂问题。

采用有限元分析软件ANSYS建立了O形橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了在空气介质中O形圈和接触表面之间产生的接触压力与O形圈的截面尺寸、内径、压缩率及硬度的关系,并用统计分析法得到了回归方程。该方程描述了不同参数对O形圈所受接触压力的影响,进而可计算理论摩擦力,并可用于O形密封圈相关结构的力学分析及重要场合下O形圈的正确选用。

利用ABAQUS软件建立海底采油设备用O形密封圈轴对称模型,对其在不同压缩率、不同油压时的Von Mi-ses应力及密封面接触压力分布规律进行探讨,确定O形密封圈材料易失效位置;分析压缩率和油压对O形密封圈最大Von Mises应力、最大接触压力及最大接触压与油压压差的影响。结果表明O形密封圈最大Von Mises应力、密封面最大接触压力随压缩率和油压的增加而增加,且O形密封圈在中低高压下的密封能力高于超高下的密封能力,为海底采油设备用O形密封圈的结构设计及选型提供相关参考。

建立了某O形橡胶密封圈轴对称模型,借助非线性有限元手段,分析与研究不同工作压力、不同压缩率下的接触应力,获取了接触宽度随初始压缩率的分布规律,通过数据处理得到了最大接触应力随压缩率和介质压力的变化关系式,为此种类型O形密封圈的结构设计提供相关参考。

安全壳人员闸门和设备闸门是保证安全壳压力边界密封性和完整性的重要组成部分。闸门密封性直接关系到人员的安全性。闸门通过O形密封圈实现密封功能,本文采用ANSYS Workbench17.0建立O形密封圈二维轴对称模型,通过两个荷载步模拟密封圈预压缩和受介质压力两种状态,研究不同密封沟槽尺寸、不同初始压缩率以及不同O形圈硬度下O形密封圈的变形、应力和最大接触应力的变化,为闸门密封设计提供依据和参考。

基于有限元分析软件ANSYS建立浮动油封结构的二维模型,建立了O形圈与浮封座和浮封环之间的接触对,分析了在不同压缩率下浮封环端面的作用反力,为实际工作浮动油封的安装提供一定的理论依据。

利用有限元分析软件对某阀芯O形橡胶密封圈装配过程进行仿真模拟,对O形橡胶密封圈不同线径下的应力和压缩率进行分析,确定了截面尺寸对密封性能的影响。利用Mooney-Rivlin模型,进行了非线性有限元分析,计算了不同线径的密封圈在装配后的接触应力、切向应力等。随着线径的增大,O形密封圈的变形、接触应力、Von Mises应力都会增大。确定了密封圈的线径范围,为阀芯中合理装配密封圈提供了相关参考。根据模拟数据进行验证实验,确定了O形橡胶密封圈的装配工艺。

针对双浮动密封橡胶O形圈接触过程应力的变化,建立双浮动密封二维轴对称非线性接触模型;利用有限元方法对O形圈进行应力计算,分析O形圈在不同压缩率、不同浮封座和浮动环的斜面角度及不同摩擦因数下的应力变化情况。结果表明:橡胶O形圈各应力最大值随压缩率的增加呈线性增大,O形圈内高应力分布区域随压缩率的增加而增大,并由接触部位附近向其中间位置扩散;摩擦因数对O形圈各应力影响很小,而浮封座和浮动环的斜面角度对O形圈等效应力和接触压力影响较大;随着浮封座斜面角的增加,等效应力总体趋于减小,接触压力先减小后缓慢增加,而剪切应力整体变化较小;随着浮动环斜面角的增加,等效应力、接触压力呈递增趋势,剪切应力曲线上下波动,但整体变化不明显。确定双浮动密封浮封座和浮动环斜面角度最优值,为双浮动密封结构设计提供了指导...