本文采用数值模拟法计算不同长度、不同固定方式的管道在空气中和在水中的振动频率和振型。采用锤击试验法验证了在数值模拟方法下得到的管道自由态和单端固支状态下的固有频率值。对比模拟分析与实验结果,得出各阶共振频率差都小于6%,在误差在允许范围内,验证了理论分析结果可靠。采用Block Lanczos模态提取方法得到了传热管的前12阶模态振型图和固有频率。最后以L=1000mm的模型为例,分析了约束、管外流体阻尼对管道振动特性的影响。结果表明约束状态、管外流体阻尼对管道的固有频率及振幅都有较大的影响,管道的频率大小与其自身长度有关,自身长度越短,管道的振动频率越高。

采用小冲杆测试技术测试30408奥氏体不锈钢的屈服强度及抗拉强度分别为195.43MPa、804.34MPa,运用扩展有限元的方法模拟了小冲杆试验的破裂过程,并基于弹塑性力学分析了某煤矿应力计压力枕的弹塑性变形。结果表明采用扩展有限元法模拟小试样破裂位置与试验破裂位置基本吻合,断裂位置先经历减薄,减薄区发生最大的塑性变形为123.1%,之后随着应力的增大,试件产生破裂。压力枕的弹塑性分析与试验结果的相对误差在(0.21~6.65)%之内,表明该方法用于应力计压力枕的设计是可行的。这里指在探索大塑性变形零部件的精细化设计问题,减少试验次数,提高设计精度。