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LNG罐式集装箱强度及特征值屈曲分析

常佩琛，谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2020, 40 (5): 61-65. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2020.05.011

摘要（266）

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PDF （2608KB）（155）

以LNG罐式集装箱为研究对象，通过建立其在堆码试验工况下的有限元模型，给出罐箱的强度储备及位移场。采用Block Lanczos方法对多重实际载荷同时作用下罐箱框架结构堆码屈曲进行了分析和计算，给出了框架的屈曲模态及对应的临界载荷。明确了该罐箱结构的强度分布、薄弱环节、稳定性模态及宏观稳定性储备等；得出该罐箱在堆码试验工况下强度薄弱部位为外框架上短节和外框架与筒体连接部位，刚度补强的首选位置为外框架上短节部位。此外，分析表明该罐箱的框架具有较高的稳定性，强度问题是该类罐箱框架在设计环节中应首要考虑的问题，研究结果为类似结构的强度及稳定性设计校核提供了参考。

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SK型静态混合器对原油混合特性影响的数值模拟

刘智铭，董杰，谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2020, 40 (2): 73-77. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2020.02.012

摘要（430）

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PDF （1341KB）（261）

静态混合器作为一种新型高效的混合设备，因具有混合效果好、操作简单等优点而被广泛应用于工业生产。将SK 型静态混合器引入原油储罐中，以解决原油密度分布不均匀的问题。利用FLUENT软件，对其三维不可压缩流场进行了数值模拟；采用Eulerian多相流模型，模拟了SK型静态混合器中流体的速度场、密度场、温度场以及压力场。结果表明，在SK型静态混合器的螺旋叶片作用下，原油沿着叶片做方向相反的螺旋运动并呈周期性变化；通过叶片的切割、剪切和旋转作用，原油在出口处几乎混合完全，说明SK型静态混合器具有较好的混合效果，且压力损失较小，可降低能耗成本。

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新型虫形密封圈密封性能研究及优化

董杰, 常佩琛, 谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2020, 40 (1): 66-71. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.012

摘要（480）

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PDF （2660KB）（234）

虫形密封圈位于Dn1160型压力烧结炉密封槽内，易发生撕裂破坏。采用有限元分析方法对虫形圈进行非线性接触分析，应用Ansys软件对虫形圈Von Mises应力、接触应力等进行数值模拟，并对结果进行对比，得出不同参数及工况下虫形圈的开裂破坏特点及易撕裂位置，同时参考前人的研究成果，进一步优化了虫形圈的密封能力。研究结果为同类型密封圈的设计和优化提供了一种新思路。

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弯曲梁裂纹应力强度因子求解方法研究

多依丽,赵胜男,海军,谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2018, 38 (04): 72-76. DOI: :10.3969/j.issn.1672-6952.2018.04.014

摘要（470）

PDF （2786KB）（260）

建筑工程中的梁大多数都是矩形梁,随着使用年限的增加以及受一些人为因素的影响,梁会产生裂纹,而所产生的任何裂纹都会使梁结构存在安全隐患。应力强度因子是反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量,与裂纹的尺寸或构件的几何特征及载荷有关。同时,断裂力学中的一个重要内容就是计算应力强度因子,无论是对断裂理论还是工程应用,寻求一个简单的求解应力强度因子的方法极其重要。在以往的研究中,要想求得裂纹的应力强度因子需要测得初始裂纹的形状,但是测初始裂纹的形状常常会受到测试条件的约束,可见这是相当困难的。以弯曲梁为例,基于守恒积分法求解裂纹非自发扩展的能量释放率,建立了一个求解弯曲载荷作用下矩形梁的三种裂纹开裂情况下的应力强度因子新方法。

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K _Ⅰ和K _Ⅱ等值条件下Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的边翼分叉和偏折

郑星宇，谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2018, 38 (03): 62-66. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2018.03.012

摘要（527）

PDF （2273KB）（181）

利用奇异应力边界多裂纹开裂的几何模型，研究了应力强度因子K _Ⅰ和K _Ⅱ等值情况下的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹复杂开裂行为，给出了边翼分叉开裂和折裂对应的能量释放率、能量型开裂驱动力、临界开裂角或临界应力强度因子。通过此方法预计的临界折裂角理论值与已有的文献中2024-T3铝合金试样实验值吻合，与En3B低碳钢和一定条件下的铝试样最大偏差为8.9%。

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高压烧结炉虫形密封圈性能研究

于小哲, 蔡永梅, 谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2016, 36 (4): 54-59. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2016.04.012

摘要（641）

PDF （6303KB）（316）

采用FEM 方法对Dn1160型压力烧结炉中虫形密封圈做非线性接触分析,利用Ansys14.5模拟计算虫形密封圈VonMises应力、接触变形、接触应力及分布情况,对比不同参数时开裂破坏及寿命。讨论了系统内压、槽口半径、密封间隙、摩擦系数改变对密封性能的影响,进而完善虫形圈的密封性能。

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烧结炉端盖齿啮式连接快开结构优化

常佩琛,蔡永梅,谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2015, 35 (4): 44-47. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2015.04.010

摘要（412）

PDF （2818KB）（416）

应用有限元分析软件 AN S Y S, 对烧结炉端盖齿啮式连接快开结构进行了参数化建模。以质量为目标函数, 以许用应力为约束条件, 对该结构的尺寸进行了优化。结果表明, 优化后的尺寸可满足强度设计要求, 并可有效地减轻结构质量, 为类似的快开结构设计提供了数据依据。

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高压烧结炉快开机构的强度设计与分布

刘复民,李淑云,谢禹钧,蔡永梅

辽宁石油化工大学学报 2013, 33 (1): 86-89.

摘要（382）

PDF （2105KB）（195）

应用HyperMesh软件对压力烧结炉卡箍式快开机构进行网格划分,使用ANSYS接触单元对该快开
机构做非线性接触分析,得到了在设计压力下结构的第三强度当量应力分布和变形,并分别对炉盖、炉体和卡箍进
行了分析。按照JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》对危险截面进行应力强度评定。分析结果表明,
强度满足要求。

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快开盲板环形裂纹的应力强度因子计算

龚雪,谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2013, 33 (1): 82-85.

摘要（470）

PDF （3501KB）（251）

在有限元ANSYS软件中,建立了结构简化模型,将结构简化成轴对称模型,变换结构尺寸。通过一
系列的命令流计算应力奇异点周围的应力强度因子,然后分析应力强度因子与各结构尺寸的参数之间的关系,并与
J 积分计算所得数值进行比较,结果表明,应用J 积分计算K 栺具有可行性。

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卡带型快开盲板的应力强度因子计算

龚雪，谢禹钧，刘复民

辽宁石油化工大学学报 2012, 32 (4): 80-82. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2012.04.021

摘要（436）

PDF （941KB）（317）

在石油和化工设备中存在着大量的断裂现象，利用断裂力学中线弹性断裂理论，通过对快开盲板的工作原理的分析，将结构简化成轴对称模型，在有限元软件ＡＮＳＹＳ中建立简化模型，对具有规则几何形状的区域采用映射划分方法，不规则几何形状的区域采用自由划分方法，施加均布载荷，结果表明，裂纹尖端存在奇异性。

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基于蒙特卡罗法管道失效概率的计算

王侨，谢禹钧，龚雪

辽宁石油化工大学学报 2012, 32 (2): 67-69.

摘要（340）

PDF （188KB）（288）

含缺陷压力管道的可靠性在工程中是十分重要的。针对石油工业管道上可能存在的各种缺陷类型，要充分考虑缺陷尺寸、工况载荷等参数的不确定性，而引入了蒙特卡罗法对这些不确定的参数进行随机抽样。蒙特卡罗法是以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法，能够比较逼真地描述具有随机性质的事物的特点，克服了确定性失效评定方法的缺点，较为准确地计算出管道的失效概率，为石化企业诊断系统安全提供了一个技术手段。

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Ⅰ型类中央双裂纹椭圆形截面管环向裂纹应力强度因子

王伟,谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2010, 30 (3): 55-57. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2010.03.015

摘要（391）

PDF （195KB）（300）

应力强度因子是断裂力学中一个重要的参量。基于虚功原理和材料力学基本理论,利用裂纹张开能
量释放率建立了拉伸作用下双裂纹椭圆形截面管环向裂纹应力强度因子的确定方法,给出了椭圆形截面管裂纹张
开能量释放率的G* -积分表征,得出了截面管环向裂纹应力强度因子的具体表达式。同时也确定了G* -积分与
载荷、物体几何尺寸以及材料机械性能参数之间的关系。通过将其结果与有限元分析所得结果的比较,表明该方法
是可靠和方便的。

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关于橡胶O形密封圈的Ansys分析

王杰，谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2008, 28 (4): 48-50.

摘要（500）

PDF （387KB）（572）

利用有限元分析软件ANSYS，建立了橡胶O形圈及其边界的有限元模型，分析了不同油压和初始压缩率下形状的变化和应力的分布，以及最大接触压力和油压、初始压缩率的关系，描述了O形圈可能出现裂纹的位置，为合理地安装和使用提供了理论依据。

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汽轮机转子系统热不平衡响应的数值研究

贾敏，谢禹钧，吕玲

辽宁石油化工大学学报 2008, 28 (1): 44-47.

摘要（478）

PDF （1058KB）（332）

由于热量分布不均衡，转子系统在启动或运行过程中会产生热弯曲并引起较大的热振动，影响转子系统的安全运行。利用有限元法对多自由度的某转子－轴承系统的稳态和瞬态启动过程的热不平衡响应进行了分析，研究了该转子－轴承系统的热振动特性，讨论了温度分布和启动加速度对转子系统振动特性的影响。计算结果为降低旋转机械系统运行过程中的热振动问题提供了一定的理论参考。

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用J积分计算平端刚性压头Ⅰ型触压应力强度因子

王健，谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2008, 28 (1): 34-36.

摘要（316）

PDF （510KB）（522）

采用有限元法对平端的刚性压头压在半无限大的弹性平面上进行非线性接触分析，应用有限元分析软件ANSYS建模，计算围绕压头端点的J积分值，通过数值计算证明其守恒性，再根据J积分与I型触压应力强度因子（ K _I）的关系得到 K _I。数据结果表明,由J积分方法计算的 K _I与理论值一致。最后应用J积分理论计算了有限厚度的板在刚性压头作用下的应力强度因子。

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高压快开盲板侍服密封圈非线性有限元分析

蔡永梅，王伟，谢禹钧，苗一，韦达刚

辽宁石油化工大学学报 2007, 27 (3): 35-37.

摘要（355）

PDF （103KB）（231）

采用有限单元法对高压快开盲板中C形侍服密封圈进行了接触边界、大变形等非线性应力分析，应用有限元分析软件ANSYS建模，分析计算得出密封圈接触变形、接触应力及其分布情况，获得了密封圈与盲板筒体之间的接触压力分布规律及其与工作介质压力之间的关系，从而可以有效地分析C形复合结构侍服密封圈的密封能力。

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酮苯脱蜡管线振动的分析与改造

陈涛,谢禹钧,王亚新,于明

辽宁石油化工大学学报 2007, 27 (2): 45-49.

摘要（434）

PDF （533KB）（256）

抚顺石油二厂酮苯脱蜡车间J-63 运行时导致管道产生剧烈振动, 从而使管道系统不能稳定工作, 影响正常安全生产。应用有限单元法对管系进行数值模拟计算, 进行振型分析、谐振动态分析、稳态分析, 分析了管线振动的原因并使用CAMD-6100 型旋转机械状态检测与故障诊断系统进行现场实测。实验结果表明, 有限元数值模拟结果与现场测试结果吻合较好, 在此基础上分析管道的动态振动特性, 寻求合理的管道结构参数, 以缓解振动,提高企业生产安全性。

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工字型截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子

尤国武, 谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2006, 26 (2): 63-65.

摘要（267）

PDF （161KB）（252）

工字型梁是工程中最常见的结构之一。其中的任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字型梁是典型的三维有限边界问题, 用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。利用裂纹非自发扩展能量释放率得到一个求解均布载荷作用下工字型截面梁中心裂纹应力强度因子的一个新方法。给出了工字型截面梁裂纹非自发扩展能量释放率G ^＊积分与应力强度因子的关系, 同时也给出了G ^＊积分与载荷、几何参量以及机械性能参数的关系, 进而得到工字型截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。

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工业管道保温结构的优化设计及节能分析

李春成, 谢禹钧, 李世武, 武荣华

辽宁石油化工大学学报 2006, 26 (2): 52-55.

摘要（320）

PDF （161KB）（307）

目前, 工业管道广泛采用等厚度保温结构。针对某运行管道进行现场测温, 并应用Fluent 软件对测试数据进行分析, 发现管道表面温度具有“ 上高下低” 的分布规律, 因此, 工业管道采用等厚度保温结构设计并不合理。在环境有风和无风条件下, 分别对管道外表面温度分布规律进行了分析, 并利用换热网络法, 以管道表面散热损失最小和经济效益最大为优化目标, 建立了管道保温结构优化设计模型, 并提出了工业管道非等厚度保温结构设计的新方法。研究结果表明, 在管道内部介质参数相同条件下, 以国标允许的散热损失值进行保温结构设计时, 与等厚度保温结构设计相比, 采用非等厚度保温层结构可减少保温材料体积3 %～ 4%, 降低保温工程费用3%～ 4 %。

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管线断裂失效概率模型及计算

王伟, 谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2006, 26 (1): 74-75.

摘要（324）

PDF （151KB）（355）

以相关管道档案、检验报告作为原始资料, 配合现场调查及观测, 采用“ 在役压力管道失效风险分析系统(SAPP)” , 对管线断裂失效风险进行分析。将管线中各缺陷安全状况与失效风险有机地结合起来, 在当前检测缺陷数据基础上, 通过适当选取概率模型, 计算管线的失效风险概率。对于准确了解管线的安全状态, 制定具有针对性的检修计划, 加强管线维护, 保障装置的安全稳定运行有重要的现实意义。

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车辆典型薄壁梁碰撞性能的研究

高晓庆, 尤国武, 谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2006, 26 (1): 66-69.

摘要（401）

PDF （354KB）（290）

车辆的耐撞性能主要取决于车辆结构中薄壁梁部件的吸能特性。为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞要求, 以车辆结构中的薄壁梁部件为研究对象, 针对典型薄壁结构梁的碰撞变形特点, 采用高度非线性显式动态有限元程序Hy perMesh 和LS-DYNA 进行了碰撞的数值模拟, 分析了薄壁梁及保险杠正面撞击刚性墙的全过程以及不同参数的选取对仿真及计算结果的影响。与实车正面碰撞结果进行了对比分析, 验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上, 针对仿真计算结果及薄壁构件吸能特性, 提出了一些改进措施。

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基于CFD 多螺杆反应器挤出特性的分析

朱向哲, 陈德荣, 谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2006, 26 (1): 58-62.

摘要（454）

PDF （390KB）（247）

利用ANSYS/FLOTRAN 程序对聚乙烯熔体在双螺杆、一字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆反应器中的流动进行了分析, 对三角形三螺杆和四螺杆反应器中流道的中心区进行了重点研究, 并对4 种类型反应器的挤出特性进行了比较。结果表明, 螺杆反应器的啮合区具有较大的速度梯度, 有利于物料的充分混合。双螺杆、一字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆反应器的啮合区个数分别为1, 2, 3, 4 个, 由于啮合区个数的增加, 其物料混合能力也逐渐增强。三角形三螺杆和四螺杆反应器具有特殊的结构“中心区” 。中心区的物料形成环流, 环流的存在促进了中心区物料的混合, 增加了物料在中心区的混合时间;经过计算, 物料不能滞留于中心区。双螺杆、一字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆反应器的流量、回流量、回流系数以及平均剪切速率依次逐渐增大。从理论上验证了多螺杆反应器在物料输运能力以及物料混合能力等方面均具有较佳的能力, 多螺杆反应器更适合聚合物的加工。

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螺杆泵挠性轴疲劳寿命可靠性分析

王伟, 刘义山, 谢禹钧

辽宁石油化工大学学报 2005, 25 (3): 54-57.

摘要（329）

PDF （320KB）（269）

针对螺杆泵挠性轴在使用中频繁发生断裂这一问题, 用概率分析方法有针对性地给出其安全使用概率与寿命之间的关系。在计算挠性轴疲劳裂纹扩展寿命过程中, 考虑几种主要参数的不确定性因素:初始裂纹长度、工况载荷、断裂韧性、裂纹扩展速率等, 针对随机参数的分布特征, 对其进行模拟实际操作工况抽样, 应用MonteCarlo 数值计算方法计算挠性轴寿命, 得出可靠度随时间变化规律曲线。通过对计算结果的分析, 找出挠性轴设计中存在的问题, 并提出相应改进意见。

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