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多功能海缆船结构设计及强度评估
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作者 郭兴乾 陈曙梅 +1 位作者 王东 张勇 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期35-40,共6页
针对某型海缆船多功能要求,确定缆盘区域结构基本型式,采用有限元方法对前期确定的结构加强型式进行舱段强度评估,分析各种装载工况及缆盘载荷,得出典型区域结构的计算结果,结合前期总纵强度校核结果,对于主甲板横向大开孔、缆盘底部中... 针对某型海缆船多功能要求,确定缆盘区域结构基本型式,采用有限元方法对前期确定的结构加强型式进行舱段强度评估,分析各种装载工况及缆盘载荷,得出典型区域结构的计算结果,结合前期总纵强度校核结果,对于主甲板横向大开孔、缆盘底部中心区域开孔等加强区域进行改进,对比前期船体梁理论总纵强校核与舱段有限元的计算结果,分析局部载荷所占比值,以验证总纵强度校核和舱段有限元计算结果的准确性和合理性,对前期结构设计提供一定参考。 展开更多
关键词 海缆船 缆盘 总纵强度 有限元分析
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含多裂纹缺陷的高压容器疲劳特性分阶段研究 被引量:1
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作者 高耀东 王鑫鑫 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期5-9,14,共6页
共面多裂纹是高压容器中常见的缺陷,由于多裂纹之间的相互作用,裂纹在不同生长阶段会对容器使用寿命和安全性产生不同的影响。因此联合ABAQUS和FRANC3D有限元分析软件开展了高压容器在不同间距条件下共线三裂纹应力强度因子和疲劳寿命... 共面多裂纹是高压容器中常见的缺陷,由于多裂纹之间的相互作用,裂纹在不同生长阶段会对容器使用寿命和安全性产生不同的影响。因此联合ABAQUS和FRANC3D有限元分析软件开展了高压容器在不同间距条件下共线三裂纹应力强度因子和疲劳寿命变化规律,以及裂纹扩展样貌的分阶段研究。结果表明,在不同间距条件下,共线多裂纹在不同生长阶段其应力强度因子和疲劳寿命以及裂纹扩展样貌具有明显的变化规律,研究确定了多裂纹相互作用距离阈值和融合后正常扩展距离阈值,由此解析了高压容器疲劳性能与多裂纹缺陷不同生长阶段之间的内在关联。该研究成果为高压容器共线多裂纹缺陷分阶段安全评估提供重要理论依据和方法。 展开更多
关键词 压力容器 裂纹扩展 应力强度因子 寿命预测 有限元分析
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基于ANSYS Workbench的径向大开孔接管结构极限载荷分析计算
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作者 段成红 禹成祥 罗翔鹏 《化工机械》 2025年第3期401-408,444,共9页
以某径向大开孔接管结构为研究对象,采用极限载荷分析方法,利用有限元分析软件对其进行极限内压分析,明晰了在内压不断增大的情况下,径向接管结构的应力演化规律;设计混合正交试验,研究了4个无量纲尺寸参数对接管结构极限内压的影响规律... 以某径向大开孔接管结构为研究对象,采用极限载荷分析方法,利用有限元分析软件对其进行极限内压分析,明晰了在内压不断增大的情况下,径向接管结构的应力演化规律;设计混合正交试验,研究了4个无量纲尺寸参数对接管结构极限内压的影响规律,并通过公式拟合与大量模拟试验验证,得到了内压作用下径向大开孔接管的极限载荷工程估算公式,可为具有此类结构的容器设计与改进提供一定的参考。 展开更多
关键词 径向大开孔接管 极限载荷 有限元分析 压力容器 估算公式
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超高压容器封头预期寿命下裂纹缺陷分区评价容许限研究
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作者 高耀东 王鑫鑫 马燕军 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期24-28,共5页
超高压容器封头在生产、制造过程中都有可能产生不同类型的裂纹缺陷,在预期寿命压力载荷作用下,不同类型和分布的裂纹缺陷容许限不同,会对封头的使用寿命和安全性产生不同影响。因此,联合Abaqus和Franc3D有限元分析软件开展了超高压容... 超高压容器封头在生产、制造过程中都有可能产生不同类型的裂纹缺陷,在预期寿命压力载荷作用下,不同类型和分布的裂纹缺陷容许限不同,会对封头的使用寿命和安全性产生不同影响。因此,联合Abaqus和Franc3D有限元分析软件开展了超高压容器封头在预期寿命作用下表面裂纹、深埋裂纹缺陷的容许限研究,并提出裂纹缺陷分区评价模型。结果表明:预期寿命下不同类型裂纹缺陷在应力集中区平稳扩展阶段长度变化范围和裂纹临界尺寸小于非应力集中区;确定了预期寿命下不同类型和分布区域裂纹缺陷容许限,由此解析了超高压容器封头性能与其缺陷容许限之间内在的关联。该研究成果为超高压容器封头缺陷检测和安全评估提供了重要理论依据和方法。 展开更多
关键词 超高压容器 裂纹缺陷 容许限 预期寿命 有限元分析
原文传递
基于安全性评估的压力容器设计
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作者 周双艳 《化肥设计》 2025年第5期30-33,共4页
在压力容器设计中,传统弹性分析法由于假设材料线性响应和结构完整性保持不变,无法准确评估复杂非回转体部件在极端工况下的承载行为,存在一定的局限性。引入极限载荷分析方法,结合某典型压力容器非规则结构的实际案例,开展非线性力学... 在压力容器设计中,传统弹性分析法由于假设材料线性响应和结构完整性保持不变,无法准确评估复杂非回转体部件在极端工况下的承载行为,存在一定的局限性。引入极限载荷分析方法,结合某典型压力容器非规则结构的实际案例,开展非线性力学建模与有限元仿真研究,重点考察其在高温、高压、交变载荷作用下的应力分布、塑性变形演化、失效模式。研究表明,极限载荷法能够有效识别结构的临界破坏状态,捕捉实际工作条件下关键部位的应力集中现象,不仅能够提高结构安全裕度的判断精度,也为优化设计提供理论依据,增强压力容器在复杂使用环境下的安全性,推动设计手段由经验型向基于性能的安全评估转型,具有较强的现实推广价值。 展开更多
关键词 压力容器 有限元计算 极限载荷法 弹塑性分析法
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基于弹性和弹塑性预应力的结构屈曲对比分析 被引量:1
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作者 左安达 韩志威 +1 位作者 石乾宇 李翔 《石油化工设计》 2025年第3期6-11,I0001,共7页
国标GB/T 4732-2024《压力容器分析设计》引进了ASMEⅧ-2-2021中关于屈曲分析和评定的新方法,对新方法的正确认识有助于将来在工程设计中的合理利用。现从屈曲的理论基础出发,以压力容器中典型组合结构为例,基于弹性和弹塑性预应力的两... 国标GB/T 4732-2024《压力容器分析设计》引进了ASMEⅧ-2-2021中关于屈曲分析和评定的新方法,对新方法的正确认识有助于将来在工程设计中的合理利用。现从屈曲的理论基础出发,以压力容器中典型组合结构为例,基于弹性和弹塑性预应力的两种屈曲分析方法进行有限元数值计算及结果对比分析,得出若干结论供参考和进一步探讨:屈曲分析中通常以第1阶屈曲模态计算屈曲载荷并确定许用载荷是合理可行的;对处于弹性屈曲状态的结构,弹性和弹塑性预应力屈曲分析最终计算得到的屈曲载荷值几乎是相同的,实际工程应用中可直接采用弹性预应力屈曲分析以减少计算工作量并提高计算效率,最终确定的许用载荷值相较于弹塑性预应力屈曲分析,安全裕量也更大。 展开更多
关键词 压力容器 有限元 弹性预应力 弹塑性预应力 屈曲分析
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多层包扎容器端部应力分析及结构改进
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作者 肖正衍 王学生 +2 位作者 苏智彬 王洋 陈琴珠 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第4期25-34,共10页
多层包扎式高压容器,由球形封头和多层包扎筒体焊接组合而成,由于其端部结构复杂,层板间存在摩擦等因素,导致了筒体与封头焊接区域的应力难以通过理论分析确定。基于此,采用有限元分析方法对容器端部应力状态进行研究,考虑了层板间非焊... 多层包扎式高压容器,由球形封头和多层包扎筒体焊接组合而成,由于其端部结构复杂,层板间存在摩擦等因素,导致了筒体与封头焊接区域的应力难以通过理论分析确定。基于此,采用有限元分析方法对容器端部应力状态进行研究,考虑了层板间非焊接区域的摩擦接触,得出了50 MPa级多层包扎式高压容器端部的应力状态。结果显示,常规多层包扎容器端部结构的强度可以满足要求,但存在封头强度过高和材料浪费严重的问题。继而,研究对端部锻件加强结构进行了有限元分析,结果表明该结构能够有效降低封头厚度,并减少端部焊接密集区在内压作用下的应力水平。基于等强度设计理念,通过对结构在极限载荷下应力水平的探究,得出了该类结构等强度封头厚度与多层筒体厚度比大于0.65的结论,且等强度厚度比随着封头厚度增加屈服强度下降而上升。 展开更多
关键词 多层包扎式高压容器 球形封头 应力分析 有限元分析
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浅论极限载荷法在压力容器分析设计中的应用优势 被引量:1
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作者 夏文 徐玉凯 《化工装备技术》 2025年第1期15-18,共4页
当前,弹性分析法在压力容器设计中广泛应用,主要采用应力分类方式,但其存在理论劣势和局限性。通过对国标和ASME标准的学习、理解和实际应用,重点研究了极限载荷法在压力容器非回转体部件中的优势。相较于弹性分析法,极限载荷法在复杂... 当前,弹性分析法在压力容器设计中广泛应用,主要采用应力分类方式,但其存在理论劣势和局限性。通过对国标和ASME标准的学习、理解和实际应用,重点研究了极限载荷法在压力容器非回转体部件中的优势。相较于弹性分析法,极限载荷法在复杂情况下更为灵活,能准确描述非回转体部件在极端工况下的应力和变形情况。对实际案例进行研究后可知,极限载荷法相较于传统方法更能准确捕捉部件的真实工作状态,提高了设计的精度和可靠性。极限载荷法在理论上更直观、安全,计算和评定过程更简洁、高效,特别适用于结构和受力复杂的部件。 展开更多
关键词 压力容器 有限元计算 极限载荷法 弹性分析法 弹塑性分析法
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载荷方向对封头接管根部应力影响的研究
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作者 董彬杰 王朋会 +2 位作者 潘后荣 冯国忠 王刚 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第5期114-120,共7页
为了解决工程实践中封头接管根部安全评定时最危险工况选取困难的问题,文章以核电站中常见的椭圆封头为例,利用有限元分析软件模拟不同载荷类型及组合方式在各个方向上对封头接管根部的影响。研究结果表明,载荷方向对接管根部应力有显... 为了解决工程实践中封头接管根部安全评定时最危险工况选取困难的问题,文章以核电站中常见的椭圆封头为例,利用有限元分析软件模拟不同载荷类型及组合方式在各个方向上对封头接管根部的影响。研究结果表明,载荷方向对接管根部应力有显著影响,确定了使接管根部产生最大应力的载荷方向并总结了规律。为类似结构安全评定时最危险工况的选取提供了重要依据。 展开更多
关键词 压力容器 有限元分析 接管载荷 载荷方向
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基于有限元分析的圆筒体与封头连接取值研究
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作者 董元平 顾乾丰 +1 位作者 胡有宁 杨旭东 《中国修船》 2025年第3期68-72,共5页
对于压力和直径比较大的高压容器,椭圆形封头因容器壁太厚导致制造困难,此时宜使用球形封头代替椭圆形封头。球形封头所受的应力是圆筒体所受应力的一半,理论壁厚即为圆筒体壁厚的一半,因此在工程中会削薄二者过渡连接处圆筒体厚度。圆... 对于压力和直径比较大的高压容器,椭圆形封头因容器壁太厚导致制造困难,此时宜使用球形封头代替椭圆形封头。球形封头所受的应力是圆筒体所受应力的一半,理论壁厚即为圆筒体壁厚的一半,因此在工程中会削薄二者过渡连接处圆筒体厚度。圆筒体与球形封头相连接时,二者间的中心线距离、削薄段的长度都需要在国标推荐的范围内寻求最佳值。文章通过ANSYS有限元工具,分析计算出圆筒体与球形封头削薄连接的最佳中心线距离及过渡段长度。 展开更多
关键词 高压容器 球形封头 中心线距离 削薄过渡段 ANSYS有限元
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新型车载液氢容器绝热结构设计与分析
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作者 徐敬 秦超 +4 位作者 徐理善 刘发安 李超 马树辉 刘培启 《压力容器》 北大核心 2025年第1期43-53,共11页
为研发新型车载液氢容器,对比分析了LNG容器结构特点,从支撑结构、绝热层和管路设计角度出发,提出新型车载液氢容器结构。建立容器的强度和传热计算模型,对容器的结构强度和绝热性能进行分析,并加工试样进行日蒸发率试验测试。结果表明... 为研发新型车载液氢容器,对比分析了LNG容器结构特点,从支撑结构、绝热层和管路设计角度出发,提出新型车载液氢容器结构。建立容器的强度和传热计算模型,对容器的结构强度和绝热性能进行分析,并加工试样进行日蒸发率试验测试。结果表明,车载液氢容器随车行驶过程中,径向载荷对结构的冲击最大,结构最危险区域为支撑颈管根部及真空腔与内胆封头连接处;容器在233~333 K环境温度范围内,支撑结构的漏热量随温度的增加逐渐增大,S型管路相较于圆弧型管路漏热量更低,随温度增加漏热量的增量为0.12 W;试验测得容器的日蒸发率(液氮)在1%以内,且与模拟结果误差为0.3%,其中支撑结构的漏热量占总体的52%左右。新型车载液氢容器的支撑结构的强度和漏热量均满足要求,可为后续研发大容积液氢容器提供技术指导和理论参考。 展开更多
关键词 液氢容器 支撑结构 漏热量 有限元分析
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高温蠕变工况下压力容器开孔结构可靠性的探讨及对比分析
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作者 马忠明 杨哲 郝胜杰 《化肥设计》 2025年第3期4-8,22,共6页
介绍了高温蠕变工况下运行的压力容器可能出现的失效模式,结合行业发展现状分析了在高温蠕变工况下运行,提高设计使用年限,采用规则设计方法设计计算的压力容器可能产生的潜在风险。以工程设计中某反应器筒体上的开孔为例,对照GB/T 150.... 介绍了高温蠕变工况下运行的压力容器可能出现的失效模式,结合行业发展现状分析了在高温蠕变工况下运行,提高设计使用年限,采用规则设计方法设计计算的压力容器可能产生的潜在风险。以工程设计中某反应器筒体上的开孔为例,对照GB/T 150.3-2024等面积法计算合格的开孔结构,同时采用ANSYS Workbench有限元分析软件,以ASME规范案例2843的校核方法对该结构进行评定。计算结果表明,对于高温蠕变开孔结构,仅满足常规计算方法的要求,无法完全保证其安全性,必要时还应采用与其失效模式相匹配的分析设计方法对其进行校核验证。 展开更多
关键词 蠕变 压力容器 有限元 开孔补强 失效模式
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风电运维母船改装关键技术研究 被引量:1
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作者 葛前 《广东造船》 2025年第1期67-70,共4页
本文以某船厂承接的平台供应船(PSV)改装为风电运维母船(SOV)项目为例,研究了浮态下从结构拆旧到换新的整个改装工艺流程。文章重点介绍了施工过程中的技术难点、分期施工方案和变形控制措施。通过有限元分析验证了改装方案的可行性,并... 本文以某船厂承接的平台供应船(PSV)改装为风电运维母船(SOV)项目为例,研究了浮态下从结构拆旧到换新的整个改装工艺流程。文章重点介绍了施工过程中的技术难点、分期施工方案和变形控制措施。通过有限元分析验证了改装方案的可行性,并制定了详细的变形控制方案,确保了改装过程中的船体变形量在可控范围内,保障了作业安全和施工质量。本研究可为后续类似改装工程提供重要的工艺技术和管理经验参考。 展开更多
关键词 风电运维母船 船舶改装 变形控制 有限元分析
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基于ANSYS Workbench软件的高压容器优化设计及疲劳寿命研究
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作者 刘枝倍 黄广明 《化工装备技术》 2025年第4期39-43,共5页
针对压力容器设计标准不统一的问题,对比分析了主流压力容器设计标准的优缺点,提出了厚壁压力容器设计采用塑性变形理论较为合理。将自制的储存应急高压泥浆的容器模型导入ANSYS Workbench软件进行有限元分析,得到该容器在设计条件下的... 针对压力容器设计标准不统一的问题,对比分析了主流压力容器设计标准的优缺点,提出了厚壁压力容器设计采用塑性变形理论较为合理。将自制的储存应急高压泥浆的容器模型导入ANSYS Workbench软件进行有限元分析,得到该容器在设计条件下的应力、应变分布情况及疲劳寿命云图,并对该容器进行了全面评估,验证了设计的合理性。结果表明,采用塑性变形理论设计的压力容器在保证结构安全和使用寿命的前提下,有效降低了生产成本。 展开更多
关键词 压力容器 优化设计 有限元分析
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养殖辅助船起重机基座结构优化
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作者 林垚 杨索贤 王靖 《船舶标准化工程师》 2025年第6期73-80,89,共9页
为了满足海洋牧场养殖辅助船的起吊功能需求,使起重机基座和船体结构满足其结构强度的同时减轻质量,根据设备布置对基座结构进行结构设计,采用有限元程序MSC Patran/Nastran进行数值仿真模拟,并针对吊机基座的肘板结构深入分析,得到不... 为了满足海洋牧场养殖辅助船的起吊功能需求,使起重机基座和船体结构满足其结构强度的同时减轻质量,根据设备布置对基座结构进行结构设计,采用有限元程序MSC Patran/Nastran进行数值仿真模拟,并针对吊机基座的肘板结构深入分析,得到不同板厚和肘板高度下的应力质量比。利用计算结果进行结构优化,与原方案相比,基座结构强度增加了7.21%,质量减轻了24.73%。研究成果可为类似小型船舶的起重机基座结构设计与优化提供技术参考。 展开更多
关键词 养殖辅助船 基座结构 结构强度 有限元分析
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700 MPa超高压密封的结构性设计 被引量:1
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作者 干佳金 张平宽 张昱 《轻工机械》 2025年第1期32-36,46,共6页
为简化超高压容器的密封结构复杂性,课题组设计了一种700 MPa超高压密封装置堵头结构和与之配套的自紧型密封件。利用控制变量法,分析了密封件压缩量与几何尺寸对密封性能的影响;利用分析结果选择合理压缩量与几何尺寸。结果表明:在保... 为简化超高压容器的密封结构复杂性,课题组设计了一种700 MPa超高压密封装置堵头结构和与之配套的自紧型密封件。利用控制变量法,分析了密封件压缩量与几何尺寸对密封性能的影响;利用分析结果选择合理压缩量与几何尺寸。结果表明:在保证密封要求的前提下,最大等效应力平均值从1550 MPa降至1212 MPa,降低了21%。该结构为超高压容器密封设计提供了一种新思路。 展开更多
关键词 超高压容器 密封 堵头 自紧密封 控制变量法 有限元建模
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基于中医证候要素的脑小血管病轻度认知障碍预测模型构建
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作者 李施新 段佳钰 +4 位作者 靳会会 王业飞 宋佳乐 李晓杉 金香兰 《中医药导报》 2025年第3期95-100,共6页
目的:构建基于中医证候要素的脑小血管病(CSVD)轻度认知障碍预测模型,旨在为CSVD相关认知障碍的风险人群进行早期识别提供依据。方法:采用便利抽样法前瞻性纳入312例CSVD患者。应用因子分析提取证候要素,根据MoCA和MMSE量表评估认知功... 目的:构建基于中医证候要素的脑小血管病(CSVD)轻度认知障碍预测模型,旨在为CSVD相关认知障碍的风险人群进行早期识别提供依据。方法:采用便利抽样法前瞻性纳入312例CSVD患者。应用因子分析提取证候要素,根据MoCA和MMSE量表评估认知功能并分组,通过单因素、LASSO回归及Logistic回归分析影响CSVD轻度认知障碍的证候要素变量,构建基于证候要素的CSVD轻度认知障碍预测模型。采用似然比卡方、Wald卡方、拟合优度检验评估模型,受试者工作特征(ROC)曲线评价模型预测价值。结果:312例CSVD患者轻度认知障碍的发生率为59.6%;校正年龄、高血压病、HDL-C水平、腔隙≥1等变量后,气虚证[OR=1.039,95%CI(1.006~1.073)]、痰湿证[OR=5.759,95%CI(2.527~13.125)]、血瘀证[OR=4.512,95%CI(1.874~10.861)]是CSVD患者认知障碍的影响因素;利用上述指标构建基于中医证候要素的CSVD轻度认知障碍预测模型,ROC曲线显示,曲线下面积(AUC)值为0.834,95%CI为0.789~0.879,敏感度为66.7%,特异度为88.1%。结论:基于气虚、痰湿、血瘀证候要素构建的模型对CSVD轻度认知障碍具有一定预测价值;此模型可较早地对CSVD相关认知障碍进行预测,为CSVD相关认知障碍的风险人群进行早期识别提供依据。 展开更多
关键词 脑小血管病 认知障碍 证候要素 预测模型
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常见压力容器内外侧缺陷共存情况下的漏磁检测
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作者 洪勇 刘益彰 +2 位作者 汪杰 伍韶君 刘月龙 《无损检测》 2025年第10期52-57,共6页
基于漏磁检测原理,利用COMSOL有限元软件对几种常见的压力容器内外侧缺陷共存情况进行研究。以Q235材料的储罐底板、X60钢材料的管道作为对象,研究了管壁内外侧都存在缺陷时的漏磁场信号变化,结果表明,轴向信号对于不同重合度的缺陷较敏... 基于漏磁检测原理,利用COMSOL有限元软件对几种常见的压力容器内外侧缺陷共存情况进行研究。以Q235材料的储罐底板、X60钢材料的管道作为对象,研究了管壁内外侧都存在缺陷时的漏磁场信号变化,结果表明,轴向信号对于不同重合度的缺陷较敏感,通过检测到的左右侧波峰差可以对重合度进行初步判定。最后,通过搭建试验平台进行了验证,结果表明漏磁检测能有效检出不同参数的钢板缺陷和管道缺陷,与理论分析结果一致。 展开更多
关键词 压力容器 漏磁检测 有限元分析 内外侧缺陷
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钛制开放式壳程承压散热器的设计
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作者 荆歌 黄洋 +1 位作者 张三泰 霍沛君 《化工装备技术》 2025年第1期31-36,共6页
在水下特殊环境中工作的设备往往需要承受较高的压力并面对海水侵蚀,同时完成管程介质的热交换工作。针对该工况设计了一种钛制开放式壳程散热器。国家标准涉及的热交换器校核方法不适用于该非标设备的强度计算,因此对其结构进行了有限... 在水下特殊环境中工作的设备往往需要承受较高的压力并面对海水侵蚀,同时完成管程介质的热交换工作。针对该工况设计了一种钛制开放式壳程散热器。国家标准涉及的热交换器校核方法不适用于该非标设备的强度计算,因此对其结构进行了有限元分析强度校核,并计算了总换热量。该散热器能够耐受水下5.7 MPa的压力,总换热量达到27 kW,可将管内介质的温度从109.25℃降低至35℃以下。设备总质量约230 kg,满足水下有限空间的换热和轻量化要求。 展开更多
关键词 压力容器 钛制散热器 热传递 有限元分析
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防御性驾驶在防范商渔船碰撞中的应用
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作者 李瑞京 刘博明 +1 位作者 刘长军 孙术利 《中国海事》 2025年第9期6-11,共6页
基于防御性驾驶理念,探讨其在防范商渔船碰撞事故中的应用价值。通过系统分析2010—2024年中国商渔船碰撞事故的整体态势与典型案例,重点剖析商渔船会遇情境中涉及的心理认知因素与行为困境,揭示人为因素对碰撞风险的关键影响。在此基础... 基于防御性驾驶理念,探讨其在防范商渔船碰撞事故中的应用价值。通过系统分析2010—2024年中国商渔船碰撞事故的整体态势与典型案例,重点剖析商渔船会遇情境中涉及的心理认知因素与行为困境,揭示人为因素对碰撞风险的关键影响。在此基础上,从防御性驾驶原则出发,提出一系列应对策略。本研究强调超越单纯依赖规则与技术手段的局限性,为商船船员提供具有实操性的主动防控建议,旨在提升海上交通安全水平。 展开更多
关键词 防御性驾驶 商渔船碰撞 海上交通安全 心理因素 应对策略
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