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基于有限元技术的钢丝缠绕高压软管增强层优化设计
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作者 赵树峰 李攀辉 阎科 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第1期76-82,共7页
针对钢丝缠绕高压软管结构在长度方向具有周期性变化的特点,采用ANSYS软件的参数化建模技术,使用梁单元BEAM188和体单元SOLID186分别对软管的钢丝增强层和橡胶层进行单元划分,采用线接触单元CONTA176和目标单元TARGE170分别模拟软管增... 针对钢丝缠绕高压软管结构在长度方向具有周期性变化的特点,采用ANSYS软件的参数化建模技术,使用梁单元BEAM188和体单元SOLID186分别对软管的钢丝增强层和橡胶层进行单元划分,采用线接触单元CONTA176和目标单元TARGE170分别模拟软管增强层中不同钢丝层之间的连接关系,并以此为基础建立了软管长度方向代表性体积单元(RVE)细观力学有限元模型。利用该模型求解出软管爆破失效时的应力和位移分布云图,使用软件的参数扫描技术分析了钢丝缠绕角度的变化对软管钢丝层最大应力的影响规律,按照第一强度理论的失效准则对软管的爆破压力进行了数值计算预报,并通过试验验证了软管有限元模型计算结果的精度。最后,基于ANSYS软件的多目标优化设计模块,采用响应曲面算法对软管各层钢丝缠绕角度等结构参数进行了优化设计,优化后的软管爆破压力与初始结构的爆破压力相比提高16.33%。 展开更多
关键词 钢丝缠绕高压软管 钢丝增强层 有限元技术 优化设计
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钢丝缠绕聚乙烯复合管弯曲特性及制备工艺
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作者 邹修敏 胡飞 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期28-35,54,共9页
针对目前钢丝网骨架聚乙烯复合管在盘卷及工程应用中容易发生脱胶分层、褶皱凹坑、钢丝脱节等现象而不能满足高承压高耐蚀高强度领域应用的问题,选择复合管实体结构材料,建立复合管ABAQUS有限元本构模型,开展钢丝夹层缠绕式增强聚乙烯... 针对目前钢丝网骨架聚乙烯复合管在盘卷及工程应用中容易发生脱胶分层、褶皱凹坑、钢丝脱节等现象而不能满足高承压高耐蚀高强度领域应用的问题,选择复合管实体结构材料,建立复合管ABAQUS有限元本构模型,开展钢丝夹层缠绕式增强聚乙烯复合管弯曲失效模拟,分析了不同弯曲角度下的复合管应力应变变化及褶皱鼓包畸变原因,由此研究了夹层和钢丝同时上胶的钢丝缠绕聚乙烯复合管制造优化工艺,给出优化制备工艺流程,并对优化工艺制造的复合管开展了有限元弯曲模拟对比分析和试验研究。结果表明,优化后的钢丝缠绕增强聚乙烯复合管在相同弯曲角度下未出现褶皱鼓包、脱黏、裂纹等现象,试验发现其弯曲、剥离、短期静压、瞬时爆破等性能指标均远高于标准值。 展开更多
关键词 钢丝缠绕 弯曲失效 复合管 制备工艺 力学性能
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海洋油气钻采高压钢丝缠绕胶管结构承压特性分析 被引量:3
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作者 孟祥坤 陈国明 +3 位作者 朱红卫 王斌 张国栋 王芳 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期173-179,共7页
为合理设计海洋油气钻采高压钢丝缠绕胶管结构参数,开展了胶管结构承压特性影响因素分析。首先,建立有限元数值模型,分析胶管各层的应力和应变分布情况;其次,优选高压胶管钢丝直径、缠绕角度、内胶层厚度和增强层橡胶厚度等4个结构参数... 为合理设计海洋油气钻采高压钢丝缠绕胶管结构参数,开展了胶管结构承压特性影响因素分析。首先,建立有限元数值模型,分析胶管各层的应力和应变分布情况;其次,优选高压胶管钢丝直径、缠绕角度、内胶层厚度和增强层橡胶厚度等4个结构参数,通过单因素分析系统呈现高压胶管各结构参数对钢丝层应力应变的影响;最后,采用正交试验方法分析4个结构参数的敏感性。结果表明,胶管各层应力与应变由内而外逐层递减;增强层钢丝的最大应力和应变随缠绕角度增加逐渐降低,随其他参数的增加逐渐增加;各参数对胶管承压水平的影响由大到小依次为钢丝直径、缠绕角度、增强层橡胶厚度和内胶层厚度。本文研究结果可为海洋油气钻采高压胶管结构设计时的参数优选提供参考。 展开更多
关键词 高压胶管 钢丝缠绕 有限元 单因素分析 正交试验 承压特性
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钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究 被引量:3
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作者 郑津洋 李翔 +4 位作者 朱彦聪 高永建 李雅娴 邵泰清 邵汉增 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期62-66,共5页
为获取钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)的失稳特性,同时为相关国家标准的制订提供基础数据和参考,进行了一系列试验研究。通过设计专用的外液压试验装置和真空试验装置,分别进行了瞬时失稳和蠕变失稳试验,获取PSP 的瞬时临界失稳压力,验证... 为获取钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)的失稳特性,同时为相关国家标准的制订提供基础数据和参考,进行了一系列试验研究。通过设计专用的外液压试验装置和真空试验装置,分别进行了瞬时失稳和蠕变失稳试验,获取PSP 的瞬时临界失稳压力,验证提高其瞬时临界失稳压力的方法,得到 PSP 在不同压力载荷作用下不圆度-时间、载荷-临界失稳时间关系曲线。结果表明,与同直径、同壁厚的高密度聚乙烯管相比,公称直径为250 mm、钢丝直径为1.2 mm、钢丝根数为200根的 PSP 临界失稳压力提高了33.3%;公称压力为1.6 MPa 的 PSP,当管径由160 mm 增至226 mm 时,其瞬时临界失稳压力由0.62 MPa 迅速降至0.34 SPa,而当管径继续增至402.3 mm 时,其瞬时临界失稳压力变化缓慢,仅由0.34 MPa 降至0.25 MPa;PSP 失稳呈现出时间相关特性,在低于瞬时临界失稳压力的外压载荷作用下,经过一段时间可能发生失稳,其耐压时间随载荷的增大而缩短。 展开更多
关键词 钢丝缠绕增强 复合管 稳定性 试验研究 外压
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钢丝缠绕式模具优化设计方法研究 被引量:5
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作者 周思柱 吕志鹏 曹继光 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第9期189-190,共2页
概述了钢丝缠绕式合成金刚石模具的工作原理,以最大预紧环承载能力为目标函数建立了优化设计模型,并以实例分析了优化模型的应用。给出了一组模具优化参数,可以作为模具设计者参考。
关键词 钢丝缠绕 金刚石 优化设计
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钢丝缠绕复合气瓶的安全设计及有限元分析 被引量:3
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作者 马凯 由宏新 陈营 《化工设备与管道》 CAS 2013年第2期18-22,26,共6页
针对钢丝缠绕气瓶的应力与应力分布的优化,利用有限元分析软件ANSYS对钢丝缠绕气瓶进行建模。考虑自紧和不自紧两种情况,对气瓶受力进行对比分析,得出自紧可以使得钢丝缠绕复合气瓶的受力得到明显优化。对不同直径的钢丝所缠绕的气瓶进... 针对钢丝缠绕气瓶的应力与应力分布的优化,利用有限元分析软件ANSYS对钢丝缠绕气瓶进行建模。考虑自紧和不自紧两种情况,对气瓶受力进行对比分析,得出自紧可以使得钢丝缠绕复合气瓶的受力得到明显优化。对不同直径的钢丝所缠绕的气瓶进行计算,分别得出了能保证气瓶安全性的缠绕层数,同时对不同直径下的安全缠绕层数进行质量对比,得出用0.35 mm直径的钢丝缠绕9层以后,在20 MPa的工作压力下不仅能保证直径为342.8 mm的气瓶的安全,而且缠绕层的质量相对较轻。 展开更多
关键词 关键词 钢丝缠绕气瓶 ANSYS 自紧 有限元模拟
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钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳数值模拟 被引量:1
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作者 郑津洋 高永建 +2 位作者 李翔 李雅娴 朱彦聪 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期53-56,共4页
关于钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)外压失稳的试验和理论分别在"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究"和"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳理论分析"中进行了详细的研究。由于失稳分析属于非线性、大变形问题,而... 关于钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)外压失稳的试验和理论分别在"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究"和"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳理论分析"中进行了详细的研究。由于失稳分析属于非线性、大变形问题,而对含初始几何缺陷 PSP 的稳定性进行理论计算更为复杂,本文基于大型有限元软件 ANSYS,采用特征值法和非线性法对 PSP 在外压载荷作用下的力学响应进行数值模拟,分别得到复合管的临界失稳压力和失稳模态;基准模型经特征值法分析得到临界失稳压力为0.97 MPa,经非线性法分析得到临界失稳压力为0.83 MPa;分析了边界支持和初始缺陷对复合管外压稳定性的影响,得到临界失稳压力和波纹数随长径比的变化关系。 展开更多
关键词 钢丝缠绕增强塑料复合管 外压失稳 数值模拟 特征值法 非线性法
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钢丝缠绕式重型液压油缸应力和变形分析 被引量:2
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作者 丁问司 黄勇 陈康 《液压与气动》 北大核心 2016年第3期1-6,共6页
为得到钢丝缠绕式重型液压油缸在预应力状态和工作状态的应力和变形分布情况,建立了解析计算模型和有限元数值模型并进行了模拟计算和分析。结果表明:缸体的径向变形是轴向位置的函数,半径方向的应力是径向位置的函数。基于有限元数值... 为得到钢丝缠绕式重型液压油缸在预应力状态和工作状态的应力和变形分布情况,建立了解析计算模型和有限元数值模型并进行了模拟计算和分析。结果表明:缸体的径向变形是轴向位置的函数,半径方向的应力是径向位置的函数。基于有限元数值模拟结果与解析计算结果在数值和变化趋势上均趋于一致,充分地证明了建模的正确性。基于钢丝缠绕重型油缸的整体有限元分析方法大大地降低了设计计算难度,提高计算结果的准确性,为结构的进一步优化和设计改进提供理论依据。 展开更多
关键词 钢丝缠绕式液压缸 有限元分析 应力 变形
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钢丝缠绕型液压压砖机机架三维造型及有限元分析 被引量:1
9
作者 陈涛 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2010年第4期611-616,共6页
利用Pro/Engineer软件建立起某型号钢丝缠绕型液压压砖机机架的三维CAD模型,并将该模型导入有限元分析软件ANSYS中进行机架的部件分析和接触分析,为此类压砖机的设计和改进提供一定的依据。
关键词 钢丝缠绕 压砖机 机架 有限元分析 三维造型
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钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的80℃静液压研究 被引量:6
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作者 伍金奎 孔智勇 +5 位作者 倪奉尧 王立凯 孔涛 孙之状 夏和生 刘智博 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期168-172,共5页
CJ/T 189—2007和GB/T 32439—2017是钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)现行标准,但CJ/T 189—2007标准中的80℃、1.2倍公称压力(PN)、165 h静液压测试存在较大争议。针对钢丝管80℃静液压问题,以耐热级管道料为基体、EN390高温黏... CJ/T 189—2007和GB/T 32439—2017是钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)现行标准,但CJ/T 189—2007标准中的80℃、1.2倍公称压力(PN)、165 h静液压测试存在较大争议。针对钢丝管80℃静液压问题,以耐热级管道料为基体、EN390高温黏接树脂、双密封连接三种优化配置制备了dn160×3.5 MPa钢丝管,研究了不同倍率公称压力的80℃静液压。结果表明:钢丝管的剥离强度、20℃、2 PN、1 h静液压、60℃、1.2 PN、165 h静液压均符合GB/T 32439—2017要求;以夹具和双密封两种连接方式,80℃、1.2 PN、165 h静液压均无法通过,当测试压力折减为0.8 PN,80℃、165 h静液压测试通过。 展开更多
关键词 钢丝缠绕增强聚乙烯复合管 黏接树脂 80℃静液压
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抗紫外线高压钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备及性能 被引量:1
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作者 伍金奎 倪奉尧 +5 位作者 孔涛 孙之状 刘树 孔德彬 施建峰 夏和生 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期106-110,共5页
针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)无法露天使用及最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用的难题,制备了抗紫外线聚乙烯专用料,研制了最大承压7.0 MPa抗紫外线钢丝管。通过力平衡法设计了增强钢丝的配置,利用20℃和60℃... 针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)无法露天使用及最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用的难题,制备了抗紫外线聚乙烯专用料,研制了最大承压7.0 MPa抗紫外线钢丝管。通过力平衡法设计了增强钢丝的配置,利用20℃和60℃静液压及爆破压力测试验证了钢丝管的承压能力,采用紫外光老化试验测试了抗紫外线聚乙烯专用料的抗紫外光效果。结果表明,通过4层钢丝缠绕增强结构使用400根直径1.2 mm钢丝,制备了高压钢丝管;钢丝管通过了20℃,14 MPa,1 h及60℃,8.4 MPa,165 h静液压测试,爆破压力达到21.9 MPa,说明钢丝管的承压达到设计压力7.0 MPa的要求;抗紫外线聚乙烯专用料经过336 h的紫外光老化试验,力学性能保持率大于80%,表明抗紫外线聚乙烯专用料具有良好的抗紫外线效果。 展开更多
关键词 钢丝缠绕增强聚乙烯复合管 4层钢丝增强结构 抗紫外线
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影响高压钢丝缠绕液压软管接头总成性能的结构与工艺因素 被引量:5
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作者 凌学俭 《液压与气动》 北大核心 1999年第4期8-10,共3页
分析了影响高压钢丝缠绕软管总成性能的因素,提出了扣压工序是影响总成质量的主要因素,并给出了设计软管总成的关键结构及有关的计算公式。
关键词 高压钢丝缠绕 软管总成 液压机械 扣压
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10MPa钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备及其性能 被引量:3
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作者 伍金奎 倪奉尧 +6 位作者 孔德地 孔涛 张亮 孔智勇 刘树 孙之状 孔德彬 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期160-164,共5页
针对国家标准GB/T 32439—2015中钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用需求的难题,在传统双层钢丝缠绕增强的基础上,创造性的设计了四层钢丝缠绕增强结构,制备了d_(n)(公称外径)110×10 ... 针对国家标准GB/T 32439—2015中钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最大承压为3.5 MPa而不能满足高压领域应用需求的难题,在传统双层钢丝缠绕增强的基础上,创造性的设计了四层钢丝缠绕增强结构,制备了d_(n)(公称外径)110×10 MPa钢丝管,开发了锚固型双密封高压连接接头,系统测试了钢丝管的性能。结果表明:结合锚固型双密封高压连接接头,四层钢丝增强的钢丝管通过了60℃、12 MPa、165 h静液压及60℃、11 MPa、1000 h静液压测试,钢丝管的爆破测试,压力达到设备最大压力25.1 MPa。 展开更多
关键词 钢丝缠绕增强聚乙烯复合管 四层钢丝增强 锚固型双密封高压连接接头
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悬索桥主缆缠绕钢丝的设计 被引量:9
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作者 马文田 石国彬 韩大建 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期88-91,共4页
提出了考虑主缆空隙效应的缠绕钢丝预加力计算公式。
关键词 悬索桥 缠绕钢丝 空隙率 设计 主缆
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高压钢丝管的高温性能及其应用 被引量:2
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作者 伍金奎 倪奉尧 +4 位作者 孔涛 刘树 孙之状 刘智博 孔德彬 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期163-167,共5页
针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最高输送介质温度最高为40℃、最大承压为3.5 MPa而不能满足高温高压领域应用需求的难题,研究了10 MPa钢丝管的高温静液压性能。结果表明,随着温度升高,黏接树脂的剪切强度、管材的剥离... 针对目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称钢丝管)的最高输送介质温度最高为40℃、最大承压为3.5 MPa而不能满足高温高压领域应用需求的难题,研究了10 MPa钢丝管的高温静液压性能。结果表明,随着温度升高,黏接树脂的剪切强度、管材的剥离强度显著降低;通过压力折减,钢丝管通过了80℃/7~9 MPa/165 h静液压及80℃/8 MPa/1 000 h静液压测试;根据客户页岩气田产出水最高温度为70℃、工作压力(PNap)为6.4 MPa的应用要求,钢丝管通过了20℃/1.5PNap/24 h静液压,60℃/1.35PNap/1 000 h静液压及90℃/0.9PNap/165 h静液压测试,满足了客户需求。 展开更多
关键词 钢丝缠绕增强聚乙烯复合管 高温静液压 高压输送
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大型深海超高压模拟试验装置的研制及应用 被引量:2
16
作者 林觉智 蒋磊 杨槐 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期282-288,共7页
深海超高压模拟试验装置是海洋装备与关键技术材料进行压力测试的必要实验系统。传统一体式筒体结构的深海超高压模拟试验装置已经无法满足“全海深”背景下大容积和大压力的测试需求。基于预应力钢丝缠绕技术,研制了一套大型深海超高... 深海超高压模拟试验装置是海洋装备与关键技术材料进行压力测试的必要实验系统。传统一体式筒体结构的深海超高压模拟试验装置已经无法满足“全海深”背景下大容积和大压力的测试需求。基于预应力钢丝缠绕技术,研制了一套大型深海超高压模拟试验装置,该套装置筒体内径2.8m,筒深4.0m,最高工作压力180MPa,能够实现筒内环境数据采集及压力比例自动控制。运用该装置圆满完成了我国全海深载人潜水器“奋斗者”号固体浮力材料和载人球壳的压力试验,为2020年11月10日“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜10909m奠定了非常重要基础。相对于传统深海超高压模拟试验装置,该装置具有更高的承压性能和安全性能,突破了预应力钢丝缠绕框架式主机结构设计及研制、比例加卸压控制技术、大孔径密封结构设计及在线超高压检测系统设计等关键技术研究,为我国研制大容积、大压力的深海环境模拟技术与装备提供重要参考。 展开更多
关键词 深海超高压模拟试验装置 压力测试 全海深 预应力钢丝缠绕 载人潜水器
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系列液压式装备开发设计 被引量:1
17
作者 张勇 乔岐 +2 位作者 于宏杰 马吉强 刘柏翔 《机械设计》 CSCD 北大核心 2016年第8期I0001-I0001,共1页
设计说明:YJQ127—20000T型板材成型液压机机身采用中空式设计,并利用先进的钢丝缠绕技术,既增加强度又降低机身质量,符合上下作用力的功能需求;色彩采用蓝色为主色调,搭配一定的黄色,增加了美观性。小型液压升降机的设计采用履... 设计说明:YJQ127—20000T型板材成型液压机机身采用中空式设计,并利用先进的钢丝缠绕技术,既增加强度又降低机身质量,符合上下作用力的功能需求;色彩采用蓝色为主色调,搭配一定的黄色,增加了美观性。小型液压升降机的设计采用履带式设计,可适应复杂的作业平台,更加平稳。 展开更多
关键词 设计说明 液压式 开发 装备 液压升降机 板材成型 钢丝缠绕 功能需求
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日本来岛海峡大桥主缆防腐新方法 被引量:15
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作者 刘海燕 陈开利 《世界桥梁》 2003年第2期68-69,共2页
简要介绍来岛海峡大桥主缆防腐系统—干燥空气注入体系及新开发的S形缠绕钢丝
关键词 日本来岛海峡大桥 主缆 腐蚀防护 S形缠绕钢丝 悬索桥 干燥空气注入体系 气密性 送气系统 材料
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金属挤压筒结构研究进展
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作者 刘志卫 余其成 胡海霞 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1-8,共8页
对于高强度、高韧性等高性能挤压型材,挤压筒是不可或缺的加工工具。从挤压筒的结构类型、预应力计算、加热方式和摩擦磨损等方面进行分析后发现:优化挤压筒结构、预防缺陷的产生、提高型材质量和生产效率一直是研究挤压筒的重要内容;... 对于高强度、高韧性等高性能挤压型材,挤压筒是不可或缺的加工工具。从挤压筒的结构类型、预应力计算、加热方式和摩擦磨损等方面进行分析后发现:优化挤压筒结构、预防缺陷的产生、提高型材质量和生产效率一直是研究挤压筒的重要内容;对于大断面薄壁挤压型材和大口径管材的生产,预应力钢丝缠绕挤压筒有着明显的优势;通过采用钢丝缠绕-组合式的挤压筒结构,不但可以降低扁挤压筒的加工装配难度,还可以避免其内壁圆弧过渡处出现应力集中,从而提高挤压筒寿命;钢丝缠绕式挤压筒的钢丝在预热和热挤压过程中会产生蠕变和应力松弛现象而影响其预应力增强效果。文章综述了挤压筒预应力计算的一般方法,加热方式和摩擦对挤压筒性能的影响,合理的加热温度和有效的摩擦能提升挤压筒的整体性能。 展开更多
关键词 挤压成形 挤压筒 自增强 预应力 钢丝缠绕
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煤炭工业安全标志产品发证最新信息 2004年11月1~30日获安全标志证书产品及企业名录
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《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2005年第1期77-83,62,共8页
关键词 隔爆型三相异步电动机 液压支架 安全标志 金属杆体 钢丝缠绕 矿山支架 煤矿安全 采煤机屏蔽橡套软电缆 机械真空泵 水环式真空泵 矿用隔爆型高压真空配电装置 渣浆泵 煤矿工业 矿业 煤炭工业 整芯阻燃输送带 缓冲托辊 胶管总成 矿用单体液压支柱 矿用隔爆型真空电磁起动器 锚杆锚固剂 安全型 矿务局 调度绞车 交联聚乙烯 胶结型锚杆 树脂锚杆 发证 企业名录 证书
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