快速上扣螺纹接头的有限元分析及优化设计

隔水管快速接头有限元分析

为加快隔水管海上施工,缩短工程工期,采用快速接头代替焊接来连接各管段。结合葵东井区工程实例,采用计算软件sacs对结构进行整体分析,得出隔水管在风、浪、流和冰作用下的应力。根据计算结果提取隔水管中危险点的内力,采用有限元分析软件ansys建立快速接头的有限元模型,进行局部分析和强度校核。

钻杆接头是钻杆失效的主要部位,而影响接头受力的主要因素为接头螺纹。利用ansys有限元软件对螺纹的三种主要形式(台肩、锥度以及牙型)作了分析比较,为千米钻机钻杆的设计提供了重要的参考依据。

钢筋等强度剥肋滚压直螺纹接头是将待连接的钢筋端部用配套的钢筋滚 压直螺纹成型机剥肋滚压成直螺纹，通过连接套筒将两根钢筋连接成一 体的、能充分发挥钢筋强度的机械连接方式。该连接方式适用于混凝土 结构中直径为16－40的hrb335、hrb440热轧带肋受力钢筋的任意方向 连接。 一、施工准备 1、材料准备： 钢筋应具有出厂合格证和力学性能检验报告，所有检验结果，均应符合 现行规范的规定和设计要求。连接套筒应有出厂合格证，一般为低合金 钢或优质炭素结构钢，其抗拉承载力标准值应大于、等于被连接钢筋的 受拉承载力标准值的1.20倍，套筒长为钢筋直径的二倍，套筒应有保护 盖，保护盖上应注明套筒的规格。套筒在运输、储存过程中，要防止锈 蚀和沾污，套筒的尺寸偏差及精度要求见表1。 表1：套筒尺寸偏差及精度要求 套筒直径d外径允许偏差长度允许偏差螺纹精度 ≤50±0.5±0.56h/g

针对冲压连接接头拉剪强度的数值模拟方法进行研究。对0.7mm低碳钢+0.7mm低碳钢以及1mm低碳钢+1mm低碳钢板冲压连接接头的剪切拉伸过程建立有限元模型,采用数值模拟的方法分析冲压连接接头的拉剪强度及失效形式。并且通过试验过程验证有限元模拟结果的可靠性。在确定有限元模型可靠的情况下,分析了冲压连接接头处的网格尺寸以及冲压连接接头的嵌入值对冲压连接接头的影响。研究结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合良好;合适的网格尺寸能够在优化计算时间的同时得到可靠的计算结果;冲压连接接头的拉剪强度受上板嵌入值影响。

结合钻杆的受力特点,对其螺纹参数展开研究,建立了接头圆锥梯形螺纹的三维模型,应用有限元法分析了接头螺纹在多种工况下的等效应力与接触应力分布规律;依据分析结果,提出了复合锥度设计与柱面结构密封的改进方案。研究结果表明,新设计有效地改善了内、外螺纹最后啮合处的应力集中,提高了螺纹密封性能。试验结果显示该接头的承载与密封性能达到了设计目标,完全满足煤矿井下定向钻进施工的需要。

在碗扣式脚手架的有限元分析中对杆件接头的处理

基于三维cad/cae软件solidworks平台,建立方形卧式真空罐的有限元模型,进行了强度和刚度的分析。使用cosmos有限元与优化设计模块,建立以油箱重量最小为目标函数,应力和位移为约束的优化数学模型,对加强筋的截面尺寸进行优化设计。优化设计结果运用到实际生产中,得到了良好的使用效果。

门体堵头端部中间的收缩变形是bc/bd-625g冷柜的重大缺陷,bd-500冷柜是在bc/bd-625g基础上开发的新产品。建立堵头计算的简化模型,得出变形的线载荷。基于abaqus有限元分析软件,分析了bc/bd-625g的堵头变形。对bd-500的堵头数值模拟采用在简化模型上增加3种不同方案加强筋的方法分别进行了有限元分析,得出优先采用的方法。设计出的堵头经生产验证,与abaqus程序的分析结果基本吻合。

利用ansys大型分析软件,建立属于表面非线性和材料非线性相耦合问题的复合材料锚杆螺纹螺帽联接的弹塑性轴对称接触有限元模型。对复合材料锚杆螺纹螺帽在间隙配合时轴向载荷作用下的应力应变场进行了数值计算。计算结果表明,复合材料锚杆螺纹螺帽联接能够满足煤矿安全生产的强度和刚度要求,为复合材料螺纹螺帽联接的设计提供了理论依据,对复合材料锚杆螺纹螺帽联接在工程实际中的推广使用有着重要的意义。

钢筋滚压直螺纹连接技术在国内外已经广泛使用,但目前没有国家的行业标准,本文通过对滚压直螺纹连接技术的强度和连接最小螺纹扣数进行了试验研究和有限元分析,给出了比较合适的最小螺纹旋和长度和螺纹扣数(9~11扣),为今后该项技术的运用提供参考。

本科毕业设计（论文）通过答辩 1 倒伞型曝气机有限元分析及优化设计 学生姓名：班级： 指导老师： 摘要：研究污水处理设备强度优化问题,倒伞型曝气机是污水生物处理技术中的关键 设备,具有充氧、搅拌和推流等作用。搅拌叶轮的设计和优化对其最主要的性能指标充 氧动力效率至为关键。在研究曝气机充氧机理的基础上,对曝气机的叶片进行了实体建 模、有限元分析和优化设计。首先利用ansys平台对叶片工作过程进行了研究,通过实体 建模、网格划分和有限元分析等过程,对曝气机搅拌叶片在工作状态的应力应变情况进 行了有限元仿真分析。仿真结果明确了叶片的薄弱环节,并为进行优化和改良结构,为产 品的生产设计提供了研究依据。 关键词:倒伞曝气机;有限元分析;优化设计 指导老师签名： 本科毕业设计（论文）通过答辩 2 finiteelementanalysisandoptimal

针对某异型管板蒸发器无设计标准可依,工程设计中管板较厚的问题,对该蒸发器管板的稳态温度场、机械场和热应力场进行三维有限元分析。分析结果表明,温度对蒸发器异型管板的应力强度影响较大,对现有管板工程设计进行优化。

目前,气动工具减振手柄的设计已经引起了广泛的关注。本文就是以气钉枪为研究对象,通过对所设计的减振手柄进行水压测试,以有限元软件ansysworkbench为计算平台,对其进行整枪振动加速度分析,为气钉枪减振手柄优化设计提供理论依据。

针对海洋修井机底座轻量化的要求,利用ansys软件对某海洋修井机底座进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。结果表明,最大钩载工况下强度和稳定性均满足要求。用matlab和ansys软件对底座结构尺寸进行优化,得到符合底座工况要求的最优梁的截面尺寸,并对优化结构进行有限元分析。结果表明,优化结构也满足底座的强度及稳定性要求。通过对比发现,matlab优化设计的底座结构更节约材料,所得到的设计尺寸更接近最优解,因此选取matlab优化设计的底座结构来指导实际生产。

借助ansys有限元分析软件,建立防爆电机底座结构优化设计的参数化模型,以底座的重量为目标函数对底座结构进行优化。优化过程中考虑它所受应力约束、位移约束,并对优化前后的位移和应力进行对比。优化结果表明,优化后位移和应力值有所增大,但在使用允许值范围内,优化后使底座在正常、稳定运行的情况下的重量大大减轻,从而为批量生产节约大量原材料,对降低生产成本,创造更高的经济效益有着重要的现实意义。

钻杆内螺纹接头失效分析

隔水导管特殊螺纹接头的设计优点在于降低生产成本，提高钻井速度。提高生产效率，可以用于打桩作业。在设计完成后，通过ansys有限元分析计算软件建模，模拟其打桩时受力状态，进行分析计算，得出其装配应力分布和应力值，得出在加载载荷后的应力分布及应力值的大小，通过与所选材料的许用应力进行比较，对整个设计进行分析计算为进一步的优化设计提供关键的数据。

根据φ244.5mm(95/8英寸)套管偏梯形螺纹接头的实际工作情况,建立了预紧力、轴力、内外压力、弯矩和扭矩等载荷工况的力学模型,并依据力学模型建立了该接头的有限元网格模型.采用弹塑性接触问题的有限元分析方法分析了上扣、下套管、旋转套管3种典型工况下该接头的接触压力分布、应力分布和应变分布,可以揭示螺纹接头接触区和牙齿的弹塑性行为,对工程应用有重要的指导作用.研究表明:偏梯形螺纹接头的前3个牙齿和最后3个牙齿的应力和接触压力都很大,螺纹连接在这些部位后很容易发生粘扣.

为确保足够的连接强度,联接入井的特殊螺纹接头密封面、扭矩台肩处的密封副必须保持合理的应力水平。文中以某特殊螺纹接头为例,通过ansys有限元软件进行应力分析,得到了内压、轴向力及复合载荷等不同载荷作用下油管接头的应力分布规律。结论表明:内压与轴向拉力复合作用时,随着轴向拉力的增大,最大等效应力点由密封面逐渐向大端螺纹处转移;复合载荷作用下,该特殊螺纹接头两端仍有较大的应力集中现象,存在应力不均问题,应该进一步优化设计螺纹参数。

双螺纹接头g1din2982螺纹接头是一种常用的管道连接元件，其设计和制造均符合din2982标准。这种接头的主要特点是采用了双螺纹设计，使得连接更加稳固，密封性能更好。在工业生产中，双螺纹接头g1din2982螺纹接头被广泛应用于各种管道系统，如水、气、油等介质的输送管道中，能够有效保证管道系统的安全稳定运行。

利用ansys大型分析软件,建立属于表面非线性和材料非线性相耦合问题的复合材料锚杆螺纹螺帽联接的弹塑性轴对称接触有限元模型.对复合材料锚杆螺纹螺帽在间隙配合时轴向载荷作用下的应力应变场进行了数值计算.计算结果表明,复合材料锚杆螺纹螺帽联接能够满足煤矿安全生产的强度和刚度要求,为复合材料螺纹螺帽联接的设计提供了理论依据,对复合材料锚杆螺纹螺帽联接在工程实际中的推广使用有着重要的意义.