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关于风洞论文范文写作 基于某型号风洞驻室设计安装要求相关论文写作资料

主题:风洞论文写作 时间:2024-03-19

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摘 要:本文主要是介绍风洞驻室设计及分析和驻室安装,用应力有限元分析软件Abaqus对整个风洞的驻室结构进行了应力分析,然后就应力分析结果进行了设计选型.对重点部位进行安装介绍和提出安装精度要求,对风洞制造提供可靠的参考依据.

关键词:驻室;承力墙;Abaqus;应力分析;驻室大门

驻室是风洞中进行试验的主要部分,由驻室壳体、承力墙、固定及导向支座、电动大门、转接段轨道、充气密封系统、电动大门及定位锁紧结构等构成.其中驻室壳体前端通过法兰与稳定段相接,后端与亚声速扩散段焊接,驻室壳体内部设有轨道,供试验段在轨道上行走,并通过驻室内部定位锁紧装置将各段固定在相应位置.

一、驻室结构设计介绍

驻室壳体属于压力容器,因此驻室壳体的设计、制造和检验应严格按照压力容器相关标准进行设计.

某型号风洞驻室为一个变截面圆筒状结构,其前端面与稳定段等直部分外侧通过法兰连接,截面直径为9600mm,主要工作部段截面尺寸为12000mm.其中在驻室侧面为了方便试验段进出,开设有尺寸为12800(长)X7400(高)大开孔;驻室内部压力范围为:0.07~4atm,工作温度为15°~60°.

(一)驻室壳体材料

驻室以收缩段入口为起点,以直径12000mm作为驻室内型面尺寸,根据环境温度,选取壁板材料为16MnNR,轨道采用45SiMnP.根据GB/T150计算得到未开门壁板厚度为30mm,筋板采用T型环筋形式,筋板总高1500mm,厚度为30mm,通过有限元计算,得到整体应力为最大值小于60Mpa ,最大变形位于电动大门处,小于5mm,满足工作需要.

(二)驻室大门和小门

驻室门由框架及相应钢板组成,其中钢板与驻室壳体相接处部分通过充气密封系统实现密封.整个钢板厚度为40mm,在与驻室壳体密封处,将宽230mm,厚度为30mm钢板用螺钉紧固在钢板上,这样可以减少整个钢板机械加工面.电动门下面安装有4个导向轮,其中两个为主动轮,另外两个为从动轮.主动轮通过电机来驱动,小门下面采用并行双轨道行走,轨道选用P15轻轨.

驻室小门在工作状态下承受最大压力为0.4Mpa,通过定位销将电动小门与驻室壳定位锁紧.通过有限元软件abaqus对驻室大门进行受力分析,得到驻室小门应力最大值小于100Mpa,,最大变形量处于大门中心部位,小于1mm,满足工作要求.

(三)驻室受力分析

1.CAE计算方法选用

CAE计算选用许用应力法.

2.CAE计算标准选用

《压力容器》GB150-2011;

《压力容器分析设计》JB4732-1995.

3.分析依据

风洞承压壳体设计要求及方案图.

4.模型处理

模型计算采用大型商用有限元软件Abaqus.本次计算中,单位系统采用mm-t-s系统.模型共划分837663个节点和834230个单元,所采用单元:壳单元quad4、三维实体单元主要为Hex8、一维RBE2.坐标系采用笛卡尔坐标系,Y轴为竖向,方向向上为正;X轴为轴向,方向向右为正;Z轴与X轴构成水平面,方向指向正对面为正.

(1)结构材料及许用应力

风洞所用材料为Q345R.材料弹性模量E取201000MPa,泊松比μ取0.3.

(2)模型分析:

风洞承受荷载类型:重力载荷、气动荷载(如下表2).

计算工况:重力载荷+Ma0.15

分析结果如下:

驻室最大受力为183MPa,如下图2驻室受力云图,主要发生在驻室大门、大门底部支座支撑及门框与洞体连接处,参考Q345R材料的许用应力,最大183MPa<185MPa,满足强度要求,其他部段也都符合强度要求.

二、驻室安装介绍

驻室是整个风洞的核心部分,驻室安装也是整个风的风洞的基础,驻室的前后承力墙是整个风洞的基准,驻室的安装首先确保前后承力墙安装精度到位,符合图纸要求.驻室承力墙与支座和壳体焊接对承力墙的精度影响很大.

(一)承力墙安装

承力墙分为前、后承力墙,前承力墙底部是固定支座,后承力墙是滑动支座.前承力墙需要先安装,用激光跟踪仪定位前承力墙的标高和风洞洞体的轴线,并用前承力墙的前后机加工面作为风洞安装的基准面,安装后的承力墙垂直度≤1mm,平面度≤1mm,偏转角度<0.1°.

(二)驻室壳体安装

驻室壳体总长59m,包括收缩段壳体和锥段的壳体,安装过程中把壳体分为10部分安装组对焊接,每段壳体的制造椭圆度不大于25mm,直线度允差不大于壳体长度的0.1%.在前后承力墻都安装调整好后,进行收缩段壳体的组对安装,并与驻室前承力墙壳体焊接,焊接前需要考虑壳体环焊缝焊接的收缩余量,提前预留,防止收缩太多,根据壳体直径和壳体焊接厚度及现场焊接施工经验,标高往上调2mm-3mm,对筒体的标高的影响最小.

(三)驻室大门安装

驻室大门安装是洞体安装的第一大难点,也是整个风洞安装的一个大的节点,驻室的大门完成才标志着洞体的封闭.驻室大门长16m,宽9m,厚1.2m,重达220吨,这是钢制风洞中最大和最重的大门,没有可参考的吊装经验.现场安装的空间有限,经过计算需要一台500吨履带吊和现场已有的300吨龙门吊车配合吊装,才能有较高的安全系数把驻室大门吊装到位.经讨论,用180吨履带吊车与300吨龙门吊车配合吊装,在考虑了所有能产生不安全的因素后并做好了防护工作,成功的把驻室大门吊装到位.

参考文献:

[1]朱晓智.移动式压力容器不开罐检验检测技术的研究[J].化工管理,2017(06).

[2]徐海平.试论压力容器安全检验措施[J].广东科技,2013(20).

结论:关于对不知道怎么写风洞论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文娱乐风洞设备价格论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。

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