采用宏观形貌分析、化学成分分析、金相显微组织分析、力学性能测试、EDS成分分析、SEM微观形貌分析等手段分析了炼油焦化安全阀弹簧断裂的原因。结果表明,弹簧断裂的主要原因为珠光体石墨化导致强度不足,选材不当是发生珠光体石墨化的主要原因。
针对集装罐用安全阀使用特点,采用实验设计(DOE:Design of Experiments)的方法,对安全阀弹簧工作状况进行快速建模,并引用多任务优化方式(Multi-objective optimization)优化弹簧设计,使其缠绕圈内侧最大剪切应力及其重量都最小化。研究过程中,一个具有3个可变参数的参数化有限元弹簧模型被用于生成在预先设定好的弹簧形状范围内的任意弹簧形状。通过V-Optimal方法生成拥有30个输入点的DOE输入矩阵。通过分析计算获得两个三阶多项式回归模型,此模型能够充分反映剪切应力及弹簧重量的回归特性。此项研究表明,通过DOE和多任务优化方式能够快速的对安全阀弹簧进行设计和优化。
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