经减重设计的低温轮盘的强度校核
大型LNG储罐罐底保冷力学强度校核设计浅析
大型LNG储罐罐底保冷力学强度校核设计浅析作者：陈晖扬帆来源：《中国科技博览》2013年第30期摘要：罐底保冷设计及力学强度校核是大型液化天然气（LNG）储罐设计的核心技术之一。
大型LNG储罐底部保冷层应能承受上部LNG产品及储罐本体重量，所以保温层应具有足够的抗压强度；同时罐底部保冷层可能受到横向作用力，因此设计需对罐底保冷层进行承载能力校核以确保投产后罐底泡沫玻璃砖不被压碎破坏。
本文以国内某已建LNG项目储罐罐底保冷系统基本参数为例，对其在运行工况重量荷载、水压试验、地震等工况作用下进行了力学抗压强度校核设计，结果表明罐底保冷层具有较大安全系数，力学富裕量满足规范要求。
关键词： LNG储罐；罐底；保冷层；力学强度；校核设计【分类号】：TE972Abstract： The design and mechanical strength check of tank bottom insulation is one of the key core technologies. The tank bottom insulation layer should be able to withstand the upper LNG tank body weight. Therefore， the insulation layer should have a sufficient compressive strength. At the same time the insulation layer may be subject to a lateral force， so it is needed to check the carrying capacity and compressive strength， and ensure the bottom of the tank foam glass tiles are not crushed destruction when put into operation. In this paper， using the tank bottom insulation basic parameters of one built tank in domestic LNG projects， checked the mechanical strength of the tank bottom insulation in weight loads of operating conditions， hydrostatic testing， earthquakes and other conditions. The results show that the tank bottom insulation layer has larger safety factor， have enough mechanical wealthy amount to meet the regulatory requirements.Keywords： LNG storage tank， tank bottom， insulation layer， mechanical strength， check design.为了减少LNG低温储罐漏热以及储罐BOG蒸发气体产生，LNG储罐须设置完善的保冷系统[1，2]。
空调用通风机安全要求GB10080
标准名称：空调用通风机安全要求GB 10080-88标准编号：GB 10080-88标准正文：中华人民共和国机械电子工业部1988--07--16批准1989--07--01实施1 适用范围本标准适用于空调用中、低压离心式和轴流式通风机，不适用于家电用扇和在易爆、易燃环境中工作的通风机。
2引用标准GB 755旋转电机基本技术要求GB 985气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB 3235通风机基本形式、尺寸参数及性能曲线GB 3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级3通风机安全要求3.1通风机叶轮超速试验通风机叶轮应经超速试验，试验方法按照附录A(补充件)的规定进行。
超速试验台数(同型号同机号的通风机)应符合表1的规定。
表1━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━机号│＞1.5-3 │≥3-6.3 │≥6.3-12.5 │＞12.5──────┼─────┼─────┼──────┼──────批产量(台) │≤500 │≤200 │≤50 │-──────┼─────┴─────┴──────┼──────抽试台数│ 1 │均做━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━3.2通风机的焊接质量通风机的焊接质量按照附录B(补充件)考核。
3.3驱动通风机电动机技术要求驱动通风机的电动机一般技术要求按GB 755的规定。
当电动机的工作环境条件超出GB 755所规定的允许值时，对电动机应采取相应的防范措施，以确保通风机安全运行。
3.4启动前应检查电动机与风机匹配状况，并配用过载保护装置、过热保护装置或两者并用。
3.5皮带松紧应适度，以防产生不安全因素。
3.6通风机在出厂前应测量轴承温升和振动速度，其抽试台数应符合表1的规定。
无特殊要求时，轴承温升应不超过40℃。
通风机轴承的方均根振动速度值应不超过6. 3mm/s。
通风机轴承的振动测试按附录C(补充件)的规定。
机械毕业设计1073莲子剥壳机设计
本科毕业论文（设计）题目：莲子剥壳机设计学院：工学院姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化年级：指导教师：二0一四年五月针对我国现有莲子剥壳机存在效率低、破碎率高、通用性和运行稳定性差等现状，根据莲子结构特点和莲壳特性，设计了一种轻便、灵活的莲子剥壳机。
如今我国各地方生产莲子以小户莲农居多，一个熟练的莲农，采用传统的莲子割壳方法，从早到晚可割壳莲5Kg。
这种既费体力，又费时间的方法使得许多莲农很是犯愁，考虑到莲农的经济情况和生活情况，我设计了这款利于广大莲农的剥壳机。
该机采用了具有弹性的导向凹槽和带专用刀片的活动刀板，对莲子的割壳可达到无碎子、不伤果肉的效果，效率高，而且结构简单，使用方便，造价低，易于推广，可满足相关的生产需要。
关键词：莲子；剥壳机；设计Aiming at the low efficiency, high crushing rate, versatility and low stability in our existing lotus seed sheller, according to the structural characteristics and properties of lotus lotus shell, a lightweight, flexible lotus seed sheller design.Now the production of our country each district to small lotus lian nong majority, a skilled lian nong, using the traditional lotus seed cut shell method, from morning to night can cut shell lotus 5Kg. This is exhausting, method and time consuming so many lian nong is very anxious, taking into account the economic situation and living conditions lian nong, I designed this to the vast lian nong sheller.This machine adopts the guide groove with elastic and movable cutting board with special blade, to cut lotus seed can be achieved without breaking, not to hurt the flesh effect, high efficiency, and has the advantages of simple structure, convenient use, low cost, easy popularization, and can meet the need of production related.Keywords:lotus seed shelling machine;design目录第一章绪论 (1)1.1 莲子剥壳传统工艺方法 (1)1.2 莲子剥壳机械加工方法及现状 (1)1.3 设计任务及要求 (3)第二章莲子剥壳机总体设计 (3)2.1 莲子几何特征及其力学特性 (3)2.2 剥壳机的机架材质选取 (4)2.3 剥壳机的基本结构设计 (5)2.4 剥壳机的工作原理 (6)第三章莲子剥壳机工作部件设计 (6)3.1 进给料斗的设计 (6)3.2 轮盘的结构设计 (7)3.3 传动轴的设计 (8)3.3.1 轴的材料选取 (9)3.3.2 轴的最小径计算 (9)3.3.3 轴径与轴长 (9)3.3.4 轴的强度校核 (9)3.4 导向凹槽的设计 (10)3.5 切割组件的结构设计 (11)3.5.1 刀架板的结构设计 (11)3.5.2 弹簧的选取 (12)3.5.3 切割刀片的选取设计 (13)第四章设计总结 (14)4.1 结论综述 (14)4.2 存在的不足 (14)4.3 莲子剥壳机的技术发展趋势 (15)参考文献 (17)致谢 (18)第一章绪论1.1莲子剥壳传统工艺方法莲子按加工方法可分为硬壳莲加工成肉莲和鲜莲加工成通心白莲两种。
低温环境起重机的设计
大 量 的破 坏 实 例 表 明 ，钢 结 构 在 低 温 下 工 作 而 发 生 脆 性 破 坏 的 部 位 ，大 都 发 生 设 计 不 当 而 引
起 的 应 力 集 中 处 ，焊 缝 交 汇 处 、尖 角 、 开 孔 、
截 面 突 变 的地 方 ，这 些 部 位 在较 大 拉 伸 应 力 的 作
在地 球 高 纬 度 地 区冬 季 的 严 寒 天 气 中 ，为 了 保证 起 重 机 能 够 正 常 工 作 ，起 重 机 的 设 计 、制
造 、使 用 维 护应 考 虑低 温影 响 ，当环 境 温 度 低 于
一
度 低 于 一 Ｏ℃ 时 的直 接 承 受 动 载荷 的结 构 以及 受 ２
拉 、受弯的重要承载构件 ；② 工 作环境温度等 于 或低于 一 ０℃的所有承载结构 ；③ 非焊接结构工 ３
应 适 当 分 散 ；约 束 不 宜 过 多 ，要 尽 量 保 证 焊 缝 及
其所 焊结 构 能 够 自 由变 形 ，不 采 用 不 对 称 的 单 侧
连接 ；② 受拉构件的钢材边缘 宜为轧制边或 自动
气割 边 。对 厚度 大 于 １ ０ｍｍ 的钢 材 采用 手工 或剪 切边 ，应 沿全 长 刨 边 ；③ 应 采 用 钻 成 孔 或 先 冲后
作 环境 温度 等于 或 低 于 一２ ０℃ 的 直接 承受 动 载 荷 且 需要 计算疲 劳 的结构 。 ２ ）在 用 户 未 特 别 提 出 室 外 工 作 起 重 机 结 构 的最 低 工作 环 境 温度 时 ，可 取 为 起 重 机 使 用 地 点 的年 最 低 日平 均 温 度 。对 不 确 定 使 用 地 点 的起 重 机 ，工 作 环境 温 度 由设 计 制 造 单 位 根 据 具 体 情 况
先进航空发动机设计与制造技术综述.
先进航空发动机设计与制造技术综述进入21世纪,世界航空发动机技术取得了巨大进步,并呈现加速发展的趋势。
美国推重比10一级涡扇发动机F119作为第四代战斗机F22的动力装备部队,是当今航空动力技术最具标志性的成就。
在此基础上,美国持续实施了多个技术研究计划,正在推动世界航空发动机技术继续向前发展。
本文从未来高性能航空发动机采用的高级负荷压缩系统、高温升燃烧室、高效冷却涡轮叶片、推力矢量等方面,对其先进设计和制造技术的发展方向和趋势进行初步的分析研究。
高级负荷压缩系统高压压气机技术发展的目标是单级压比高、级数少、推重比高、飞行性能好。
对高级负荷的压缩系统,低展弦比设计、气动前掠设计、整体叶盘、整体叶环、压气机稳定性主动控制等技术是其中具有代表性的新技术。
1低展弦比叶片设计及制造低展弦比叶片即宽弦叶片,它与窄弦叶片相比,增宽了弦长,使压气机的长度缩短,抗外物损伤能力、抗疲劳特性和失速裕度有所提高。
还可使压气机零件数减少,降低生产和制造费用成本(图表1。
90年代以来,英国罗·罗(R·R公司、美国普惠公司和GE 公司、法国SNECMA公司不断研制和改进高压压气机钛合金宽弦叶片的气动和结构性能,广泛应用于大涵道比涡扇发动机和高推重比小涵道涡扇发动机上。
GE 公司TECH56技术计划的验证机和F119发动机、EJ200发动机都采用了这种宽弦叶片。
叶片的低展弦比设计,结合整体叶盘技术使得高压压气机在减少级数和提高叶片强度的同时,具有更好的气动稳定性。
低展弦比叶片需要解决的关键技术问题是因重量增加而导致的轮盘与叶根结合处和轮盘本身的离心力增大问题。
IHPTET计划在大型涡扇和涡喷发动机验证机上验证了该技术,该技术还将在F135和F136发动机上采用。
目前,低展弦比叶片已成为先进航空发动机压缩系统的关键技术,与3D气动掠形、空心结构、整体叶盘结构和更轻的钛金属基复合材料技术相结合,是未来的发展重点。
大型风机裂纹故障分析与改进
通过计算 叶轮转子 的强度查 找风机 叶轮损坏 的原 因。
３ ｏ ０５成 品除尘风机 的相关参数和转子的组成 Ｎ ３ 。
３１ Ｎ ３ ． 品 除 尘风 机 的性 能 ． ￣ ０５成 ＿
现严 重裂痕 ， 响烧结 的正常生产 ， 影 造成 二期烧 结成 品系统无除尘生产近半月时 间。３ ０ ｍ 在 ２ ０ 年 ４ ６ ２ ０７
风机运行 正常 ， 没有再 出现裂纹等问题 ， 为安全生产提供 了保 障。
关键词 烧 结机
１ 前 言
除尘风机
转子
裂纹
强度
校 核
移 的补偿量符合要求 ， 基础和机座正常 ；
（ ） 转子固定 部分 没有发生松动 ； ９ （ ０ 风机 内部没有摩擦现象 。 １） 从 以上 对叶轮损 坏造 成 的原 因进行 分析 和检查 后， 没有 发现问题 ， 需要从 叶轮 内部的强度进行分析 ，
所示
图 ３ 成 品 除 尘 风 机 轮盘 重 心 示 意
图 ２ 成 品 除 尘 风 机业 片 的受 力 不 意
天 津钢 铁集 团有 限公 司 ３ ０ｍ 烧 结 机 自 ２ ０ ６ ２ ０６ 年 ５月 投产 ，其 ３０ｍ 烧 结 配套 的成 品 除尘 风 机 ６ Ｎ３ ． ｏ０ ５属大 型风机 ， 子直径 ３ｍ， 流水 线作 业 生 转 是 产的关键设备 。 在设备运行时 ， 由于风机的高转数 ， 其 安全正常运行对公司的生产尤为重要 。 品除尘风机 成
跳 动过大 ；
（ ） 风机机壳没有 出现变形 ，风机运行外部 因素正 ３
常； （ ） 风机和电动机转动一致 ，振动频率和转 速相吻 ４
航空发动机强度与振动--各章作业
三、计算题
1、某等截面、无扭向、根部固装的转子叶片长 l = 16cm ， E = 5.0 ×105 cm / s ， J = 0.8cm4 ， A = 5cm2 ， ρ
（ 1 ） 请 求 出 前 三 阶 弯 曲 振 动 的 固 有 频 率 （ 固 有 频 率 的 单 位 为 Hz ）。 计 算 公 式 已 经 给 出 ：
4、旋转着叶片的自振频率称为
；静止叶片的自振频率称为
。
5、叶片的振动阻尼有
，
，
三类。
6、列举出一些常用的提高叶片抗振阻尼的结构措施。
7、从气动和结构两个方面分析下带冠叶片的优缺点。
8、燕尾形、枞树形、销钉式三种榫头榫槽的连接方式中，哪种叶片和轮盘的连接方式抗振阻尼最好？
9、如图，试解释双榫根构造的叶片，抗振阻尼较好的原因？
8、判断弹性元件的串联或者并联。
6
第一章 转子叶片强度计算
9、在图(a)中，两弹簧是并联还是串联？在图(b)中，若将弹簧的长度变为原来的一半，则此一半长度的弹簧 的刚度系数是多少？
10、系统受外界激励作用而产生的振动称为（ ）振动。激励根据其来源可分为两类：一类是（ ），
另一类是（
）。
7
第一章 转子叶片强度计算
5、不管是实心盘还是空心盘，热应力σθ 在轮盘外缘处呈压应力状态。
某航空发动机涡轮盘和叶片的强度分析与寿命计算
西北工业人学硕士学位论文第三章（２）采用大枞树形榫头榫槽；（３）涡轮盘的前后端面还有轴向凸边，凸边外缘车有封严蓖齿，在涡轮盘的前面有加装平衡块的径向凸缘，凸缘上钻有小孔。
３．３．２涡轮盘的有限元计算模型１．实体模型的建立为了减少计算时间，提高效率，切去封严蓖齿及凸缘上的小孔。
涡轮盘在结构上呈现旋转周期性（捌，即绕其转轴转动口＝２ｎ，／Ｎ（Ｎ为叶片数）角度后，结构的几何形状和转动前完全一样。
取５．２９。
的扇形对称体进行三维有限元计算，这样在该扇区沿周向拷贝６８份之后，恰好为整个涡轮盘。
涡轮盘的计算模型在ＵＧ中建立，整体轮盘模型如图３．１所示；取其１／６８扇形区域如图３．２所示。
计算坐标系采用柱坐标系，其中ｘ轴表示涡轮盘的径向，Ｙ轴表示周向，ｚ轴表示轴向，坐标原点位于轮盘形心。
图３．１整体涡轮盘模型图３．２１／６８扇形区模型２．有限元网格的划分由于涡轮盘的形状不规则，因而使得对模型进行的有限元划分变得十分困难。
在圆角过渡等区域经常出现包含奇异角的单元，在计算过程中会在造成刚度矩阵奇异．使计算失败，这就需要手工划分来避免奇异单元的产生。
而且，在划分时，容易产生应力集中的区域采用较密的网格，同时为了减少单元的数量，需要进行疏密过渡。
在模型划分好后，仔细检查模型是否有缺陷存在，若塑！！三些查兰堡主兰堡堕塞堑三童模型中包含了不为人知的单元空洞、重合节点等缺陷，会造成计算结果不准确，严重的还会使计算根本偏离了预期方向，甚至使计算进行不下去。
对于涡轮盘的有限元网格均采用六面体八节点单元。
考虑到轮盘比较复杂，为了能够划分六面体单元，对涡轮盘的实体几何模型进行了分割，其中涡轮盘轮缘以Ｅ榫槽部分分割为１８个体，划分为５４６个单元，１１４３个节点，如图３．３所示；轮缘以下部分分割为２０个体，划分了１０７０个单元，１６０３个节点，如图３．４所示。
（ａ）儿何模型（ｂ）有限元模型幽３．３涡轮盘榫槽部分有限元模型（ａ）儿何模型（ｂ）有限元模型图３．４涡轮柱扇区有限元模型３．４涡轮盘的材料参数该型发动机涡轮盘采用ＧＨ４１６９合金材料，它是以体心四方的广和面心立方的／相沉淀强化的镍基高温合金，在一２５３～７００。
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经减重设计的低温轮盘的强度校核
经减重设计的低温轮盘强度校核是机械设计和制造中最重要的
环节之一，是检测轮盘性能情况及结构安全性的基础。
目前，主要采用传统的低温轮盘试验要求极高的实验成本，设备耗资，耗时长，实验环境复杂，难以满足企业的生产发展需求。
减重技术的出现，使得低温轮盘强度校核可以进行减重，从而提高了产品性能，延长使用寿命，降低了制造成本，提高了市场竞争力。
减重设计施工原理
减重设计的低温轮盘强度校核是由减重设计技术改善而来的，可以有效减少轮盘的质量，提高轮盘的强度。
实现这一目的的方法有三种：一是将轮盘设计成楔形轮盘，改善轮盘的压扁环境；二是通过开孔设计，在不影响轮盘刚度的前提下减少部件的重量；三是对部件的材料进行改变，以使轮盘更结实可靠。
使用条件和评估标准
减重设计的低温轮盘强度校核应当在适当的低温环境进行试验，以确保轮盘性能与设计要求一致。
评估标准包括轮盘的失稳惯性荷重，弯矩荷重，曲轴荷重，摩擦力，及中心应力等。
测试方案
减重设计的低温轮盘强度校核通常是采用静力学方法，以确定轮盘的安全要求，分析轮盘的变形特性，在室温下用力学模型和轮盘的几何特征来分析轮盘的强度。
另外，在低温下用温度场和应力应变场方法来分析减重设计的轮盘的强度。
总结
减重设计的低温轮盘强度校核是机械设计和制造中最重要的环节，实现减重设计的轮盘强度校核可以有效提高轮盘强度、试验效率，降低成本，提高市场竞争力。
采用减重设计后的低温轮盘强度校核，可以减少轮盘的重量，降低实验成本，提高效率，改善轮盘的压扁环境，分析轮盘的变形特性，提高性能，延长使用期限。