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采用宏觀形貌分析、化學成分分析、金相顯微組織分析、力學性能測試、EDS成分分析、SEM微觀形貌分析等手段分析了煉油焦化安全閥彈簧斷裂的原因。結(jié)果表明,彈簧斷裂的主要原因為珠光體石墨化導致強度不足,選材不當是發(fā)生珠光體石墨化的主要原因。
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針對集裝罐用安全閥使用特點,采用實驗設計(DOE:Design of Experiments)的方法,對安全閥彈簧工作狀況進行快速建模,并引用多任務優(yōu)化方式(Multi-objective optimization)優(yōu)化彈簧設計,使其纏繞圈內(nèi)側(cè)最大剪切應力及其重量都最小化。研究過程中,一個具有3個可變參數(shù)的參數(shù)化有限元彈簧模型被用于生成在預先設定好的彈簧形狀范圍內(nèi)的任意彈簧形狀。通過V-Optimal方法生成擁有30個輸入點的DOE輸入矩陣。通過分析計算獲得兩個三階多項式回歸模型,此模型能夠充分反映剪切應力及彈簧重量的回歸特性。此項研究表明,通過DOE和多任務優(yōu)化方式能夠快速的對安全閥彈簧進行設計和優(yōu)化。