动力工程 明康宁 有限元文献综述
全组装式屈曲约束支撑低周疲劳性能及抗震需求分析的开题报告
全组装式屈曲约束支撑低周疲劳性能及抗震需求分析的开题报告一、研究背景和意义随着我国工程建设的发展，高速公路、铁路、桥梁等工程建设的规模逐步扩大，工程质量对于社会和经济的发展起着重要的作用。
然而，这些工程建设在长时间的运行和使用过程中，由于受到外界环境的影响，如风、震、温度等因素的影响，导致结构构件的疲劳破坏风险增加。
因此，疲劳性能的研究和抗震设计成为工程建设的重大问题。
近年来，国内外学者探索了许多新的建设技术，其中屈曲约束支撑技术逐渐受到人们的关注。
该技术采用了全组装式的支撑结构，通过减小结构杆件的受力范围来提高其疲劳寿命和抗震能力。
此技术能够适用于各种建筑结构，具有可靠性高、施工周期短、难度小等优点，成为了高层建筑抗震加固和城市轨道交通桥梁的优选技术。
二、研究内容和方案本文拟对全组装式屈曲约束支撑技术的低周疲劳性能和抗震性能进行分析研究。
其主要研究内容和方案如下：1、屈曲约束支撑结构的设计原理及实现方法，探究其在抗震设计中的应用和优势；2、对低周疲劳试验和数值模拟进行分析，研究全组装式屈曲约束支撑结构在疲劳寿命方面的影响因素，探究其疲劳性能提高的机理和可行性；3、通过有限元分析方法，对全组装式屈曲约束支撑结构在地震荷载下的动力响应进行模拟，探究其在抗震设计中的适用性和有效性；4、对全组装式屈曲约束支撑结构在工程实践中的应用进行案例分析，论述其在工程中的实际应用效果，评估其经济可行性和社会效益。
三、研究目标和预期成果本文的研究目标是深入探讨全组装式屈曲约束支撑技术在低周疲劳性能和抗震性能方面的应用，明确其适用性和优势，并结合实际工程案例对其应用效果进行评估，为工程建设提供科学合理的技术支持和决策依据。
预期成果包括：全面分析全组装式屈曲约束支撑技术在低周疲劳性能和抗震性能方面的优势和适用范围；通过试验、数值模拟和案例分析等方法，研究其在工程实践中的应用效果，评估其经济可行性和社会效益；提出相应的优化设计措施和工程实践建议，为工程设计、施工和管理提供科学的支持和指导。
文献综述-基于涡激振动的一个桥梁两步计算分析方法
基于涡激振动的一个桥梁两步计算分析方法在桥梁结构抗风设计中，符合实际的初步做法是进行风动实验测试，然而为了预测大跨度桥梁由于漩涡摆动的非正常风荷载的动态效应，提出了一种高效的两步计算方法。
通过对风结构相互作用问题的解耦，首先进行流体动力学分析计算，利用桥面的二维模型对作用于桥面的非定常风荷载进行评估。
其次，进行非定常风荷载下的三维桥梁结构动力分析，以此来探讨桥梁涡激振荡。
现行的计算分析和风洞测试的结果得到较好的一致性。
虽然建模过程中引入的各种假设对于增强计算方法应该是合理的，在进行严格的风洞试验之前，它可作为桥梁的初步设计支持工具，以此来对桥梁由于漩涡激励的非定常风荷载引起的动力响应进行评估。
大跨度桥梁的阻尼和刚度相对于短、中跨度的桥梁来说都比较小。
因此，大跨度梁对丝束频率力敏感，如风荷载。
所以，评估如涡激振动，颤振等空气动力学现象对静态结构所承担的设计风荷载的安全来说是必要的。
目前，对这些结构的程序设计，结构的风力特点和空气动力稳定性评价，主要是靠采用节段模型或全桥模型进行风洞试验来实现的。
风洞试验通常需要几个星期或数月的测量和分析，从时间和金钱方面来衡量，花销的成本相当大。
随着计算机能力的迅速发展以及物理建模和计算方法的日益完善，在过去的10年以来，计算风工程的进展出现了快速增长的趋势，有望支持或取代一部分昂贵和费时的风洞试验。
即使目前的超级计算机，计算风工程中的应用已不被认为可行的，因为在风工程所涉及流雷诺数无法准确测到，就是说紊流准确的预测超出了高端计算机的能力。
此外，在评价桥梁等实际复杂结构的风致振动的风力和结构之间的互动现象，还有许多没有解决的问题。
因此，迄今为止大多数风工程计算的研究，侧重于对紊流模型的和非定常风力的计算方法，风和结构相互作用问题的发展和改进。
弗兰卡（1991年）和罗迪，加藤（1993年）和Launder，土屋等人工智能（1996年）在湍流模型改进方面做出了许多努力。
齿轮机械传动动力学研究文献综述完整版
基于齿轮传动的机械动力学研究文献综述摘要：本文结合相关文献对机械动力学中齿轮传动动力学部分的研究进行了综述。
综合文献对齿轮传动动力学研究现状和发展趋势有了整体把握。
关键词：动力学；齿轮传动；综述；The Literature Review of Mechanical Dynamics based on gear transmissionAbstract：In this paper, the studies of mechanical dynamics of gear transmission were reviewed. On the whole, we grasp the studies status anddevelopment trend of gear transmission.Keywords: Dynamics；Gear transmission；Review1.前言随着机械向高效、高速、精密、多功能方向发展，对传动机械的功能和性能的要求也越来越高，机械的工作性能、使用寿命、能源消耗、振动噪声等在很大程度上取决于传动系统的性能。
因此必须重视对传动系统的研究。
机械系统中的传动主要分为机械传动、流体传动(液压传动、液力传动、气压传动、液体粘性传动和高等优点机械传动的形式也有多种，如各种齿轮传动、带(链)传动、摩擦传动等。
齿轮传动是机械传动中的主要形式之一。
在机械传动中占有主导地位。
由于它具有速比范围大、功率范围广、结构紧凑可靠等优点，已广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中。
成为现有机械产品中所占比重最大的一种传动。
齿轮从发明到现在经历了无数次更新换代，主要向高速、重载、平稳性、体积小、低噪等方向发展。
2. 齿轮动力学的发展概述齿轮的发展要追溯到公元前，迄今已有3000年的历史。
虽然自古代人们就使用了齿轮传动，但由于动力限制了机器的速度。
因此齿轮传动的研究迟迟未发展到动力学研究的阶段。
第一次工业革命推动了机器速度的提高，Euler提出的渐开线齿廓被广泛运用，这属于从齿轮机构的几何设计角度来适应速度的提高。
文献综述
安全阀文献综述国内在安全阀方面的研究始于20世纪80年代初，研究内容主要集中在安全阀的动作特性上，也取得了一定的成果。
但总体上来说，研究深度还不够，尤其在安全阀内部流动方面，涉及甚少。
国外对安全阀的新一轮研究开始于20世纪70年代末。
20世纪80年代初，国外进行了新一轮研究。
Maryland大学的Sallet教授进行了可压缩流、不可压缩流和两相流的流量试验。
分别通过对二维和三维流场试验模型所得到的试验数据进行对比，并发现两种模型所反映出的定性趋势。
从90年代后期开始，CFD技术的迅猛发展，使得相关工业用阀的CFD研究也得到了发展。
尽管安全阀技术在我国的应用历史较长，但其发展却比较缓慢。
主要原因是把主要精力放在对国外定型技术的个别引进和对其产品的仿制上，忽视了技术研究与开发工作。
至今国内对于安全阀开启过程的研究工作刚刚展开；有关升力的数值模拟研究与实验数据的结果还存在较大的偏差。
总体上来说，国内在安全阀这些基础研究方面的研究深度和广度都远远落后于国外。
1.国内安全阀文献摘要从近5年的文献报告来看，目前国内的研究团队主要集中于企业和某些高校。
企业的研究侧重于安全阀的实际运作性能，结构改进，稳定性研究，故障解决方法等，对于纯理论上的研究较少；而高校对于安全阀的研究主要是硕士博士课题的研究，研究内容大多是理论上的探索，以数值模拟仿真研究居多。
本文将2012至2016年安全阀相关文献筛选整理，将精选出的35国内文献分类整理，分为五个研究方向，分别为：安全阀力学研究、结构设计、密封性研究、流场特性研究和校验与故障分析。
1.1安全阀力学研究华南理工大学硕士戴芳芳在2012年通过实验和模拟计算实现了对安全阀反冲效应的定量计算[1]，同时得到了反冲力与关键结构参数之间的关系，可通过改变它们来控制反冲效应的大小，为安全阀安全、合理使用提供指导。
上海发电设备成套设计研究院周昭伟2013年对一开式排放安全阀管系实例采用等效静力法的静动态特性计算、分析和对比，获得安全阀管系的受力、应力和位移数据[2]。
一种易损件结构的三维有限元强度分析ABAQUS会议稿
一种易损件的有限元强度分析刘长虹[1]，李洪升[2]（1.华东理工大学机械与动力工程学院; 2.德尔福中央电气（上海）有限公司）摘要：本文采用ABAQUS/Standard，对生产线中的一个易损件进行了三维有限元分析。
根据结构的损伤部位和三维模型的几何复杂程度，采用了不同的划分网格策略以保证计算精度。
计算结果表明，有限元计算与实际结构损伤情况一致。
关键词：ABAQUS，有限元法，强度A Finite Element Analysis on the Fragile PartChanghong Liu[1], Hongsheng Li[2](1.Eastchina University of Science and Technology, 2.Delphi Electrical Centers (shanghai)Co.,Ltd.)Abstract: With ABAQUS/Standard, a three dimension finite element (FE) analysis was presented. Firstly, considering the complexity of the geometric pattern and the fragile positions, a mesh strategy of the three dimension elements was determined. The results shown, the stress distributions in the FE model were much better meet with the true state of the part.1 引言有限元分析方法已经广泛应用于工程领域的设计和制造之中，由于数值仿真计算比较试验方法具有容易实现，而且试验费用较为低廉的特点。
主要用于工程领域对于造价高，结构较为复杂的结构设计之中。
文献综述
文献综述1 研究背景及意义冲击和振动是生产和生活中经常遇到的问题。
任何车辆、轮船、飞机、桥、建筑等等都会因外部和内部的激励而发生不可避免地冲击和振动。
振动是机械系统在其平衡位置附近的往复运动。
冲击是指系统在非常短暂的时间内，速度发生很大的变化，其特点是激励的作用时间远远小于系统的运动周期，这意味着是一种突然的、猛烈的运动。
从理论分析角度看，冲击响应就是系统受到一种短暂的脉冲、阶跃或其他瞬态的非周期激励下的响应。
严重的冲击和振动，会对机器和设备以及人员带来许多的危害。
在工程实际问题中，由冲击和振动带来的破坏性是很严重的。
因此，要防止各种冲击和振动对机器设备、结构以及人身造成危害，确保设备的安全可靠运行，就要进行预防，其主要途径之一就是进行缓冲，通过使用相应的缓冲材料来减缓冲击和振动带来的危害。
缓冲材料作为减震吸能的一类材料，无论在日常生活还是军用品中都有大量地应用。
在货物运输过程中，为避免货物受到冲击、振动或从高处跌落而损伤，缓冲材料可吸收能量以保护货物；汽车轮胎可减轻和吸收汽车在行驶过程中的振动和冲击力；舰船选舷侧防护结构也需使用缓冲材料减缓武器的冲击力。
在设计中，往往希望缓冲材料吸收的能量越多越好，因此对缓冲材料的力学性能研究就尤为重要。
常用的缓冲材料有泡沫金属、泡沫塑料、纸质板等等。
不同的材料，其吸能特性均不相同。
因此需要对各种材料进行研究，找出其中缓冲特性最好的材料。
本课题以有限元软件为手段，研究各个缓冲材料的缓冲特性，然后根据使用环境的不同，选出合适的缓冲材料，可为相关的选材和设计提供帮助与指导。
2 缓冲材料研究现状泡沫金属材料，是指内部有大量气孔（一般孔隙率>0.4）的金属材料。
从结构上泡沫金属可分为闭孔和开孔泡沫金属两种，前者含有大量独立存在的气孔，而后者则是连续贯通的三维多孔结构。
这类材料除了有韧性大、强度高、导热性、可焊性和导电性等金属基体的优良特性，同时还具有渗透性、电磁屏蔽和消声减震等离散相气孔的特性。
有限元-动力学分析
1.电路分析的模态分析？
2. 什么是一阶电路、二阶电路？对应于机械的振动的一阶和 阶？
机翼的模态分析
模态分析
一般而言，模态分析就是分析器件的谐振频率。模态分析 是谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析的起点。
任何物体都有自身的固有频率，也称特征频率，用系统方 程描述后就是矩阵的特征值。很多工程问题都要涉及系统特 征频率问题，一个目的是防止共振、自激振荡之类的事故发 生，历史上有名的事件就是，步兵按统一步伐过大桥，结果 把大桥震塌了。
瞬态分析
瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算， 瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。
瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full）法、缩减 （Reduced）法及模态叠加法。 完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应（没有矩阵缩减）。它是 三种方法中功能最强的，允许包括各类非线性特性（塑性、大变形、大 应变等）。 缩减法通过采用主自由度及缩减矩阵压缩问题规模。在主自由度处 的位移被计算出来后，ANSYS可将解扩展到原有的完整自由度集上。 缩减法的 优点 是比完全法快且开销小。缩减法的 缺点是初始解只计算 主自由度的位移，第二步进行扩展计算，得到完整空间上的位移、应力 等。 模态叠加法通过对模态分析得到的振型（特征值）乘上因子并求和 来计算结构的响应
并非所有类型的计算都可以分为这几种状态，比如热分析就 有就没有模态分析。
静态分析
结构静力分析是有限元方法中最常用的一个应用领域。在 相当长的一段时间内，机械结构的设计，主要采用经验设计 计算模型非常简单、粗糙，有的还根本无法计算。
《跨座式单轨车辆动力学研究国内外文献综述3000字》
跨座式单轨车辆动力学研究国内外文献综述跨座式单轨车辆动力学研究归属于轨道车辆动力学研究范畴，轨道车辆动力学研究列车在线路上运行时机车车辆各个构件之间、各节车辆之间及列车与线路之间的力、加速度和位移等相互动力作用的学科，也称车辆系统动力学。
研究内容主要包括运行平稳性、运行稳定性、曲线通过性能以及轮轨系统所特有的轮轨几何关系和轮轨蠕滑关系等，通常分为垂向动力学、横向动力学和纵向动力学对轨道车辆运行性能进行研究。
跨座式单轨车辆动力学研究的主要内容包括动力稳定性、运行平稳性、动态曲线通过、纵向动力学以及空气动力学等问题。
跨座式单轨车辆控制系统的稳定性、整车运行的平稳性、安全性以及经济性这些评价跨座式单轨车辆的重要指标也将直接影响着跨座式单轨车辆的发展和应用前景。
日本Kenjiro Goda 2000 年对单轨车辆曲线通过进行了仿真分析研究。
其所建立的单轨车辆动力模型中将车体和两转向架(机车转向架和拖车转向架)假定为有横向、侧滚和偏航自由度的刚体，转向架通过空气弹簧和横向阻尼器组成的二系悬挂装置与车体连接，空气弹簧由并联的弹簧和阻尼器来模仿。
他们假设曲线通过时在轮胎上产生轮胎径向力和轮胎接触力，其中径向力因导轨的曲率和超高引起，接触力因轮胎接触区域的滑移而产生，分别建立起走行轮、导向轮和稳定轮的轮胎模型，用多体动力学方法推导了动力运动方程，并对单轨车辆以16km/h 速度通过50m 等半径、4%超高曲线时的情况进行了仿真分析。
结果表明机车转向架的导向轮径向力比拖车转向架的大，因为机车转向架上由空气弹簧力产生的偏航力矩方向与拖车转向架的不同，而由侧向力产生的偏航力矩方向是一样的。
该研究结果可以用于在实际走行实验之前预测轮胎上产生的作用力和单轨车辆的曲线特性。
C.H.Lee 将每个车体(包括转向架、走行轮、导向轮和稳定轮)简化为15个自由度的车辆模型，可以描述沉浮、点头、摇头、测滚、横移等运动(但忽略了沿车厢纵向的运动)，提取桥梁有限元模型的模态结果，建立了车-桥系统的三维有限元模型。
桥梁工程文献综述.doc
桥梁工程文献综述.doc当今，桥梁的研究和应用日渐被重视，桥梁工程是一门综合性工程技术，需要各种学科技术的综合应用，主要的科学研究以结构强度和可靠性分析、结构动力分析、围岩分析等为主要内容。
本文从桥梁基本结构特性、复杂偏心受力特性，桥梁结构动力特性分析，现代桥梁部件及其加固，桥梁稳定性分析，桥梁围岩地质分析，桥线连续性分析，有限元法分析，分散桥梁设计，桥梁构造体内加固，桥梁抗冲击分析，断面数值计算，桥梁结构强化研究与应用等方面进行文献的总结介绍。
从桥梁结构特性及相关科学研究分析来看，王恩熙（2006）比较了双层梁与单层梁的差异，通过有限元法进行了可靠性分析，论证了双层梁结构有更高的可靠性；翁少敏（2005）研究了斜拉桥上梁杆的偏心受力机理，并进行了抗震支架加固的可靠性分析；任百年（2008）研究了斜拉桥动力特性，并通过有限元分析及试验结果，验证了所分析的结果；杨仲强（2009）研究了悬索桥伸缩结内纵向受力特性，得出了一种改进后的计算方法，以满足计算和设计的要求。
桥梁部件的加固也受到很多研究。
关熙和（2010）提出并研究了钢结构桥梁抗冲击性能的改善策略，其研究结果表明，采用较小的内力参数，增加桥梁的抗冲击性能；谢月风（2008）提出并实验研究了悬索桥围岩按强度与可靠性分析，以提高桥梁的安全性能；黄宝财（2007）研究了铁路隧道墙体抗静震性能，并对结构体内加固的有效性进行了验证；张建国（2005）研究了不一致断面桥梁承载力计算方法，论证了断面数值计算过程中所做出的假设；潘晓春（2004）研究了断层分散钢管混凝土桥结构的设计思路，归纳出研究中涉及的一些问题等。
通过以上的文献介绍，可以明显看出，桥梁的科学研究和应用正在发展之中，各方面文献都是桥梁工程学科研究中基础性课题，但是也存在一些空白，例如融合未来创新技术如智能和节环境材料等到桥梁结构设计中，用以提高桥梁的精约性和性能及节约更多的资源；以及更多的新颖桥梁结构的设计理论分析。
有限元分析文献综述
文献综述摘要介绍了有限元分析软件ANSYS和CFD模块进行有限元分析的工作流程，应用仿真分析的钢包，堰坝、导流隔墙、过滤器和湍流控制器以及它们的组合是现代中间包常用的控流装置，且不同的控流装置对中间包内钢液流动形态的影响各不相同。
S. C. Koria等人［16］研究结果表明，中间包内设有控流装置时，最短停留时间增加、活塞流区体积增大、能有效地消除钢液表明的湍流和扰动现象、促进夹杂物的上浮和去除。
因此国内外各个钢厂基本上都采用在中间包内设置控流装置的措施来强化和扩大中间包的冶金功能，进一步净化钢液。
关键词 ANSYS优化有限元分析随着计算机技术的发展和仿真技术、有限元分析技术的提高，各种计算机辅助设计分析软件为汽车设计提供了一个工具平台同时计•算机辅助设计•越来越广泛地应用于产品设计，任何产品的设计都是一个渐进的过程,产品的设汁过程一般先经过功能需求分析，然后根据需求分析结果提出概念模型，这样的概念模型往往有儿种，即多种设计方案.接下来对存在的设计方案进行综合评估，选择最优的设讣方案有限元分析是机械设计工程师不可缺的重要工具，广泛应用于机械产品的设计开发oANSYS就是一种即好用乂有效的有限元分析软件。
合理的应用能给我们的产品设计起到很好效果。
1 ANSYS简介ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
山世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共孕和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS,AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
2 ANSYS模块简介与其他专业的有限元分析软件一样，AXSYS模块可以完成有限元分析和模型的优化设计，它的设计研究种类主要有三种：标准分析(Standard)、灵敏度分析(Sensitivity)和优化设计分析(Optimization)'3^概括的说,ANSYS Structure 模块的分析任务为两类，笫一类为设讣验证或设计校核，例如进行设计模型的应力应变检验，和其他有限元分析软件一样，须通过创建儿何模型、简化模型、设定单位和材料属性、定义约束、定义载荷、定义分析任务、运行分析、显示评价计算结果这样的工作流程；第二类为模型的设讣优化，这是ANSYS区别其他有限2. 1标准分析最基本，最简单的设计研究类型，至少包含一个分析任务。
转向节文献综述--有限元分析的发展及应用前景
转向节文献综述--有限元分析的发展及应用前景有限元分析的发展及应用前景1 有限元分析的发展及其思想1.1 有限元分析的发展历程20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地将其描绘为：“有限元法=Rayleigh Ritz法＋分片函数”，即有限元法是Rayleigh Ritz法的一种局部化情况。
不同于求解（往往是困难的）满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz法，有限元法将函数定义在简单几何形状（如二维问题中的三角形或任意四边形）的单元域上（分片函数），且不考虑整个定义域的复杂边界条件，这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。
有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。
有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。
经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
1.2 有限元分析计算的思路和做法目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：有限元法、边界元法、离散单元法和有限差分法，就其广泛性而言，只要还是有限单位元法。
有限元讲义 6-动力分析有限元
第6章 结构动力分析有限元法此前述及的问题属于静力分析问题，即作用在结构上的荷载是与时间无关的静力。
由此求得的位移、应力等均与时间无关。
实际工程中的大部分都可简化成静力问题。
但当动载与静载相比不容忽略时，一般应进行动力分析。
如地震作用下的房屋建筑，风荷载作用下的高层建筑等，都应计算动荷载作用下的动力反应。
研究课题中以动力问题为主。
解决动力问题有两大工作要做：一是动荷载的模拟和计算，二是结构反应分析。
本章将讨论如何用有限元来解决动力计算问题。
6.1 结构动力方程一．单元的位移、速度和加速度函数设单元的位移函数为；}{[]}{ef N d = 6—1—1式中：单元位移函数列阵}{f 、结点位移函数列阵}{ed 均是时间t 的函数。
由6-1-1可求得单元的速度、加速度函数：}{[]}{e f N d = 6—1—2 }{[]}{ef N d = 6—1—3二．单元的受力分析设图示三角形单元，当它处于运动状态时，其上的荷载一般应包括：单元上的荷载；单元对结点的作用力,}{[]}{(,eeix iy F F F K d ⋅⋅⋅=结点力）单元内部单位体积的：惯性力：}{}{[]}{em F f N dρρ=-=- 6—1—4阻尼力（设正比于运动速度）：}{}{[]}{ecF f N d αραρ=-=- 6—1—5干扰力（已知的条件）：}{p F根据达朗贝尔原理，上述四力将构成一瞬时平衡力系，使单元处于动平衡状态。
为此寻求四者之间的关系；三．结点力与结点位移、速度和加速度之间的关系用虚功原理推导：令单元结点发生任意可能的虚位移}{*d，它满足单元所定义的位移场，即虚位移场}{[]}{**f N d =成立。
作用在单元上的外力所作的外力虚功：}{}{}{}{}{}{}{}{****TTTTPcmvvvT dF f F dv f F dv f F dv =+++⎰⎰⎰单元内部应力在由于虚位移所引起的虚应变上所做的内力虚功：}{}{[]}{[][]}{**TTvW dv B d D B d dv εσ==⎰（）根据虚功原理（T=W ），若将惯性力}{m F ，阻尼力}{c F 用上面的6—1—4，6—1—5代替，得：}{}{[]}{}{[]}{[]}{[]}{[]}{[]}{[][]}{*****TPvvTvVd F N d F dv N d N d dv N d N d dv B d D B d dvαρρ+--=⎰⎰⎰⎰TTT （）（）（）（）由于虚位移的任意性，可从等式两边各项中消去}{*d T，得：}{[][][]}{[][]}{[][]}{[]}{TTpvvvvF B D B dv d N N dv d N N dv d N F dv αρρ=++-⎰⎰⎰⎰TT简写为：}{[]}{[]}{[]}{}{eF k d c d m d R =++- 6—1—6式中：[][][][]Tv k B D B dv =⎰ 单刚（第一项为弹性恢复力） [][][]v c N N dv αρ=⎰T单元阻尼矩阵（第二项为阻尼力） [][][]v m N N dv ρ=⎰T 质量矩阵（第三项为惯性力）[][][]R e P v N F dv =⎰T 包括由作用在单元上的干扰力转化成的等效结点荷载6—1—6即为单元结点力之间的关系式。
文献综述(终稿)-商鹏飞
内燃式压缩机动力学研究文献综述（青岛大学机电学院商鹏飞）摘要：本文介绍了直接将热能转换为气压能的内燃式压缩机的工作原理、结构特点及发展现状以及与其相关的螺杆压缩机、内燃机-活塞式压缩机组合系统、液压自由活塞发动机、内燃机-柱塞泵组合系统的国内外研究现状，对压缩机动力学研究现状进行了论述。
关键词：内燃式压缩机动力学模型仿真计算1引言传统的气压能一般经机械能转换获得，而机械能由热能通过内燃发动机获得，或由电能通过电动机获得。
就热能向气体压力能的转换来看，目前广泛使用的传统的活塞式压缩机（工作原理如图1所示），采用内燃发动机带动压缩机中的曲柄滑块机构运动，其工作过程为：首先在内燃机中将燃气燃爆产生的热能转化为机械能，其次经曲柄连杆机构将活塞的往复移动转化为曲轴的连续转动，最后再利用压缩机中的曲柄滑块机构将旋转运动转化为压气活塞的往复移动实现吸气和排气。
由此看来，传统的内燃发动机带动的压缩机需要经过热能转换为机械能、机械能转换为气体静压能、直线运动转换为旋转运动、旋转运动转换为直线运动等多个相互独立的环节，存在结构6-进气单向阀；7-压缩机活塞；8-压缩机连杆；9压缩机曲轴图1 内燃机-活塞式压缩机组合系统工作原理图内燃式压缩机是利用液压自由活塞发动机HFPE（Hydraulic Free Piston Engine）依靠活塞直线往复运动将燃料燃烧产生的热能直接转换成流体压力能的原理，同时吸收传统活塞式内燃机活塞运动受曲柄连杆机构约束，容易实现工作协调、启动、附属系统驱动等优点，将活塞式内燃机与活塞式空气压缩机从工作机理上集成，形成的一种新概念压缩机，可用于野外作业的各种风动机械中。
内燃式压缩机克服了传统系统的弊端，吸收HFPE利用活塞往复运动直接进行能量转换的优点，保留了传统发动机技术成熟、工作可靠的特点，形成了一种易于产业化的新型动力装置。
本文就是在此背景下，通过内燃式压缩机与传统的内燃机驱动活塞式压缩机组合系统、液压自由活塞发动机的对比介绍，对与内燃式压缩机相关的国内外研究现状以及压缩机运动学、动力学方面的研究现状做一简要概述。
李维敬-200604000513-热能与动力工程专业0601班-文献综述
李维敬-200604000513-热能与动力工程专业0601班-文献综述李维敬-200604000513-热能与动力工程专业0601班-文献综述风机翼型边界层分离的二维数值模拟研究1 研究背景及意义风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。
叶片将施加于轴上旋转的机械能，转变为推动气体流动的压力，从而实现气体的流动。
风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等[1]。
尤其是在电站，随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展，电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求，锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故，严重危害设备、人身安全，也给电厂造成巨大的经济损失[2]。
此外，风机一直是电站的耗电大户，电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机，降低其耗电率是节能的一项重要措施。
气体经过风机叶轮后能够获得相应的动能，但是，由于结构、工艺及流体黏性的影响，气体流经风机时不可避免地要产生各种能量损失，而使其实际可利用的能量降低。
因此，尽可能地减少气体在风机内部的能量损失，对提高风机的效率，降低能耗，保证风机的经济性、安全性有着十分重要的意义。
气体流经风机时的损失，按其能量损失的形式不同可分为三种：机械损失、容积损失和流动损失[3]。
其中，风机流动损失是指：当风机工作时，气体流道的几何形状改变会使流体运动速度的大小和方向发生改变，从而产生流动分离。
流动分离产生的冲击会造成流动损失。
流体运动速度的大小和方向的改变，也会使得气体在进入叶片入口和从叶轮出来进入压出室时，流动角不等于叶片的安装角，从而产生冲击损失，影响风机的效率和性能。
由于气体进入叶片入口时存在着冲击速度，使气体在风机叶片的吸力面上形成旋涡，造成边界层分离现象而会导致能量损失[4]。
现在，全球学者都达成了优化叶片的设计是提高电厂风机效率，从而节省能源的一个有效途径这个共识[5]。
闭口薄壁杆件静、动力有限元法分析的开题报告
闭口薄壁杆件静、动力有限元法分析的开题报告一、选题背景闭口薄壁杆件是在各种工程结构中广泛应用的一种结构形式，在建筑、桥梁和机械设备等领域均有应用，具有轻质、高强、节能、环保等优点。
为了更好地了解闭口薄壁杆件的力学性能，需要进行静、动力分析，用有限元法进行数值模拟是一种常用的手段。
二、研究意义目前国内外已有大量关于闭口薄壁杆件的研究，但是在应用工程领域中，由于工程结构的复杂性以及材料的差异性，还有很多问题需要进一步解决。
因此，研究闭口薄壁杆件的力学特性和动力响应具有重要的理论和实际意义，可以提高工程结构的安全性和可靠性，为相关行业提供技术支持和指导。
三、研究内容和技术路线1. 研究对象研究闭口薄壁杆件的静、动力特性。
2. 有限元模型建立根据杆件几何参数和材料力学参数，建立闭口薄壁杆件的有限元模型。
3. 静力分析将杆件受力状态建立在有限元模型中，进行静力强度分析，得到杆件的应力与变形分布。
4. 动力分析在静力分析的基础上，将杆件作用于人工荷载或其它自然载荷下的受力状态建立在有限元模型中，进行杆件的动力分析，得到其响应频率和振型特性等。
5. 结果分析对静、动力分析的结果进行分析，探讨其优缺点和适用范围，为工程应用提供参考。
四、预期成果和创新点1. 建立闭口薄壁杆件的有限元分析模型。
2. 对杆件进行力学分析，掌握其应力、变形、振型等力学特性。
3. 对杆件的静、动力响应进行数值模拟，并得到一定结果。
4. 分析模拟结果，总结出有关闭口薄壁杆件静、动力特性的规律，提出解决工程实践问题的方法和措施。
5. 创新点：本研究针对闭口薄壁杆件的动力响应问题，综合考虑其在不同工况下的力学特性，进行有限元分析计算，结果令研究人员和工程技术人员受到启示。
五、研究难点1. 建立闭口薄壁杆件的有限元模型，包括几何模型和材料模型。
2. 对杆件在静力下的变形和应力分布进行计算。
3. 对杆件在动力下的振型频率和响应进行计算。
4. 结合实际工程情况，对结构的动力响应进行综合分析。
基于有限元法的复杂工程结构静动力特性分析
基于有限元法的复杂工程结构静动力特性分析复杂工程结构是现代工程中常见的一种结构形式，其静动力特性分析对于确保结构的安全性和可靠性具有重要的意义。
有限元法作为一种常用的数值分析方法，能够对复杂工程结构的静动力特性进行准确可靠的模拟和计算。
本文将基于有限元法，从静态和动态两个方面对复杂工程结构的静动力特性进行分析和研究。
首先，我们来讨论有限元法在静力学分析中的应用。
静力学是研究物体在静止条件下受力和变形情况的学科，而有限元法能够对结构在受力情况下的应力、应变、位移等进行准确的计算和分析。
在进行复杂工程结构的静力学分析时，首先需要建立结构的有限元模型。
这个模型是通过将结构离散化为一个个单元，每个单元内部的力学行为可以通过微分方程或强度假设等方式进行描述。
然后，利用有限元法得出结构的整体刚度矩阵和载荷矩阵，并通过求解线性代数方程组得出结构的位移响应，从而可以获取结构的应力和应变分布情况。
在实际应用中，我们经常需要对复杂工程结构进行动力学分析，以研究结构在动态载荷作用下的响应情况。
有限元法同样适用于复杂工程结构的动力学分析。
动力学分析是研究动态载荷作用下物体的运动和振动情况的学科，而有限元法可以对结构的模态、频率、振型等进行准确的计算和分析。
在进行复杂工程结构的动态特性分析时，同样需要建立结构的有限元模型。
在动态特性分析中，首先需要通过有限元法求解结构的固有频率和振型。
固有频率是指结构在没有外界激励下自身振动的频率，而振型则描述了结构在不同频率下的振动形态。
固有频率和振型的计算可以帮助我们了解结构的固有振动特性，从而为设计和改进结构提供依据。
除了固有频率和振型，动力学分析中还需要研究结构在外界动态载荷作用下的响应情况。
这一过程中，需要利用有限元法建立结构的动力学方程，并考虑结构的材料特性、几何特性和边界条件等因素进行计算。
通过求解动力学方程，可以得到结构在不同动态载荷下的位移、速度和加速度等响应。
在复杂工程结构的静动力特性分析中，有限元法的应用可以帮助我们了解结构在不同工况下的状态和响应情况。
有限元分析-动力学分析
谐响应分析
谐响应分析主要用于分析持续的周期载荷在结构中产生的 持续周期响应，以及确定线性结构承受随时间按正弦规律变 化的载荷时的稳态响应。 建立模型时必须指定弹性模量和材料密度，谐响应分析假 定所施加的所有载荷随时间按简谐规律变化，一个简谐载荷 需要三条信息：幅值、相位角、载荷频率范围。
谐响应分析实例
模态分析
一般而言，模态分析就是分析器件的谐振频率。模态分析 是谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析的起点。 任何物体都有自身的固有频率，也称特征频率，用系统方 程描述后就是矩阵的特征值。很多工程问题都要涉及系统特 征频率问题，一个目的是防止共振、自激振荡之类的事故发 生，历史上有名的事件就是，步兵按统一步伐过大桥，结果 把大桥震塌了。 飞机翅膀的频率分析的用途？ 飞机飞行时更要注意频率问题，避免与气流共振，风洞试 验就是测试这种力学结构问题。模态分析的目的是想办法提 高结构的特征频率,现在的手段就是改变、优化设计尺寸和设 法减小结构的质量。
瞬态分析
阻力和阻尼的区别？
阻力和阻尼的区别
1.阻尼的外延大，阻力的外延小 2. 系统的能量的减小——阻尼振动不都是因“阻力”引起 的，就机械振动而言，一种是因摩擦阻力生热，使系统的 机械能减小，转化为内能，这种阻尼叫摩擦阻尼；另一种 是系统引起周围质点的震动，使系统的能量逐渐向四周辐 射出去，变为波的能量，这种阻尼叫辐射阻尼。 3. 阻尼、临界阻尼、欠阻尼、无阻尼 4. 力学中的阻尼是什么？电学中的阻尼是什么？
静态分析
结构静力分析是有限元方法中最常用的一个应用领域。在 相当长的一段时间内，机械结构的设计，主要采用经验设计， 计算模型非常简单、粗糙，有的还根本无法计算。 我们大部分的计算分析目的主要是 1) 结构的最优方案设计：根据计算结果的分析和比较，按强 度、刚度和稳定性要求，对原方案进行修改补充，从而保证 合理的应力。 2) 分析结构损害原因：当结构件在工作中发生故障如裂纹、 断裂、磨损过大等缺陷时，可应用有限元分析，研究损害原 因，找出危险区域和部位，直到找到合理结构。
工业厂房动力性能有限元分析
工业厂房动力性能有限元分析陈伟; 张超; 张君瑞【期刊名称】《《建材与装饰》》【年(卷),期】2017(000)048【总页数】1页(P130)【关键词】多层工业厂房; 结构振动; 有限元【作者】陈伟; 张超; 张君瑞【作者单位】内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头 014010; 中国中建设计集团有限公司北京 100037【正文语种】中文【中图分类】TU311.3本工程为某企业烧结矿成品取样检验室设备厂房振动改造项目，该厂房为8层钢筋混凝土框架结构，其中，第三、四和五层有动力机器，其它层机器仅提供传送的作用。
全部楼层机器启动后，发现第四、五层楼面振动强烈，其它层楼面振动不明显。
第四、五层机器如图1～2所示，结合上述情况，对第四、五层楼面进行振动检测。
在SAP2000有限元分析中采用均布荷载以对围护墙体进行模拟。
破碎机和直线振动筛为主要振源，静荷载和动荷载通过各支座传递到楼板上。
采用属性为壳的面对象来模拟楼板；采用线单元（框架对象）来模拟主梁、次梁和柱；利用线单元插入点的指定来确定梁和楼板的相对位置。
线单元端部偏移可以解决实际结构边梁与柱的轴线不相交的难题。
其它管道、小设备和铁皮等通过增大现浇板厚度和密度来考虑其自重和对结构刚度的增大作用。
由模态理论分析[1]计算得出烧结矿成品取样检验室结构低阶频率，通过对比实测频率与模拟频率，得出一阶振动频率误差小于5%，二阶振动频率误差小于10%，说明模型简化合理，可以用于进一步计算分析。
2.3.1 谐响应分析图用SAP2000软件的稳态分析对烧结矿成品取样检验室进行谐响应分析，得到第四层（9.90m）、五层（12.70m）典型结点处的“频率－位移”响应曲线（图3所示）。
2.3.2 各工况下典型结点动位移通过典型结点处的“频率－位移”响应曲线，可以得出各工况下典型结点动位移[2]，如表1所示。
2.3.3 结果分析（1）在第五层机器运行工况下，第五层楼板的最大水平位移0.044mm，最大竖向位移为0.296mm。
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有限元发展及换热器管板热应力分析明康宁（652085206002）（南京工业大学，江苏，211816）摘要：有限元法是一种高效能、常用的计算方法．有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中（这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系）。
自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系．近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）方法为解决管板热应力分析计算问题提供了有效的途径。
关键词：管板；热应力；有限元中图分类号：文献标志码：文章编号：Development of finite element and tube plate thermal stress analysisMing Kangning(Nanjing tech university, Jiangsu, 211816, China)Abstract：Finite element method is a high-performance, commonly used calculation methods. Finite Element Method in the early variational principle is developed on the basis,so it is widely used in various types of physical fields Laplace and Poisson equationsdescribed in (such extremes problem field and functionals closely linked). Since 1969, some scholars in the application of fluid mechanics weighted remainder law Galerkin method orleast squares method to obtain the same finite element equation, and thus the finiteelement method can be applied to any differential equations described various types of physical field, this type of extreme value problem rather than physical fields and functional requirements have contact. Finite element analysis developed in recent years in computer technology and numerical analysis methods with the support (FEA, Finite Element Analysis) method for solving the tube sheet heat stress analysis calculation provides an effective way. Key words：Tube plate; thermal stress; finite element1、有限元发展历程有限元法的发展历程可以分为提出(1943)、发展(1944——1960)和完善(1961-二十世纪九十年代)三个阶段。
1943年，柯朗发表的数学论文《平衡和振动问题的变分解法》和阿格瑞斯在工程学中取得的重大突破标志着有限元法的诞生。
有限元法早期(1944——1960)发展阶段中，得出了有限元法的原始代数表达形式，开始了对单元划分、单元类型选择的研究，并且在解的收敛性研究上取得了很大突破。
1960年，克劳夫第一次提出了“有限元法”这个名称，标志着有限元法早期发展阶段的结束。
有限元法完善阶段(1961一二十世纪九十年代)的发展有国外和国内两条线索。
在国外的发展表现为:第一，建立了严格的数学和工程学基础;第二，应用范围扩展到了结构力学以外的领域;第三，收敛性得到了进一步研究，形成了系统的误差估计理论;第四，发展起了相应的商业软件包。
[1]在国内，我国数学家冯康在特定的环境中独立于西方提出了有限元法。
1965年，他发表论文《基于变分原理的差分格式》，标志着有限元法在我国的诞生。
冯康的这篇文章不但提出了有限元法，而且初步发展了有限元法。
他得出了有限元法在特定条件下的表达式，独创了“冯氏大定理”并且初步证明了有限元法解的收敛性。
虽然冯康创造的有限元法不成熟，但他能在当时的条件下独立提出有限元法已十分不易。
对于他的这项成就，国内外专家学者和国家领导人都有很高的评价。
[2]2、管壳式换热器的背景管壳式换热器是一个量大而品种繁多的产品，由于国防工业技术的不断发展，换热器操作条件日趋苛刻，迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度材料。
近年来我国在发展不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展，其中尤以钛材发展较快。
钛对海水、氯碱、醋酸等有较好的抗腐蚀能力，如再强化传热，效果将更好，目前一些制造单位已较好的掌握了钛材的加工制造技术。
对材料的喷涂，我国已从国外引进生产线。
铝镁合金具有较高的抗腐蚀性和导热性，价格比钛材便宜，应予注意[3]。
近年来国内在节能增效等方面改进换热器性能，提高传热效率，减少传热面积降低压降，提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。
换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企业成本降低，效益提高。
根据国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要，“十一五”期间我国经济增长将保持年均7.5％的速度。
而石化及钢铁作为支柱型产业，将继续保持快速发展的势头，预计2010年钢铁工业总产值将超过5000亿元，化工行业总产值将突破4000亿元。
这些行业的发展都将为换热器行业提供更加广阔的发展空间。
未来，国内市场需求将呈现以下特点：对产品质量水平提出了更高的要求，如环保、节能型产品将是今后发展的重点；要求产品性价比提高；对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈；逐渐注意品牌产品的选用；大工程项目青睐大企业或企业集团产品。
据统计，在一般石油化工企业中，换热器的投资占全部投资的40﹪-50﹪；在现代石油化工企业中约占30﹪-40﹪；在热电厂中，如果把锅炉也作为换热设备，换热器的投资约占整个电厂总投资的70﹪；在制冷机中，蒸发器的质量要占制冷机总质量的30﹪-40﹪，其动力消耗约占总值的20﹪-30﹪。
由此可见，换热器的合理设计和良好运行对企业节约资金、能源和空间都十分重要。
提高换热器传热性能并减小其体积，在能源日趋短缺的今天更是具有明显的经济效益和社会效益。
对国外换热器市场的调查表明，管壳式换热器占64%。
虽然各种板式换热器的竞争力在上升，但管壳式换热器仍将占主导地位。
随着动力、石油化工工业的发展，其设备也继续向着高温、高压、大型化方向发展。
而换热器在结构方面也有不少新的发展。
螺旋折流板换热器是最新发展起来的一种管壳式换热器是由美国ABB公司提出的。
其基本原理为:将圆截面的特制板安装在”拟螺旋折流系统”中每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一其倾角朝向换热器的轴线即与换热器轴线保持一定倾斜度。
相邻折流板的周边相接与外圆处成连续螺旋状。
每个折流板与壳程流体的流动方向成一定的角度使壳程流体做螺旋运动能减少管板与壳体之间易结垢的死角从而提高了换热效率。
在气一水换热的情况下传递相同热量时该换热器可减少30 %-40 %的传热面积节省材料20 %-30 %。
相对于弓形折流板螺旋折流板消除了弓形折流板的返混现象、卡门涡街从而提高有效传热温差防止流动诱导振动;在相同流速时壳程流动压降小;基本不存在震动与传热死区不易结垢。
对于低雷诺数下(Re< 1 000) 的传热螺旋折流板效果更为突出。
[4]换热器广泛地应用在工农业各个领域，在炼油、化工装置中换热器占总设备量和设备投资的40%左右。
在换热器设备中，因管壳式换热器具有结构坚固、可靠性高、适应性大、材料范围广等优。
市场供需关系是影响市场变化的主要因素，在激烈地市场竞争中，企业及投资人能否全面准确地了解自己以及所处的环境，做出适时有效的市场决策是制胜的关键。
市场供需情况就是为了解行情、分析环境提供依据，是企业了解市场和把握发展方向的重要手段，是辅助企业决策的重要工具。
除了一些新材料新型换热设备外管壳式换热器需求量依然很大，如果能更近一步发展管壳式换热器前途远大。
[5]3、管板的有限元热应力分析换热器,特别是管壳式换热器已得到广泛的应用。
这些设备常处于苛刻的操作条件下工作,作为换热器关键部件的管板,由于其两侧承受较大的压力载荷以及温度差的作用,不仅要满足压力作用下的强度要求,还必须满足壳体与管束热膨胀差引起的热应力以及管板自身两侧温度差而引起的热应力要求。
因此,有必要对管板进行热应力数值模拟,以解决或减小管板的热应力问题。
由于换热器中管板几何形状的复杂性,以及与壳体、管束、封头、法兰等连成一个整体。
因而,对其进行分析十分困难,目前对管板的研究,大部分是基于弹性基础上的圆平板并作近似假设后对其进行理论分析。
部分还采用有限元法或有限差分法研究了管板在压力载荷作用下的应力分布。
管板是管壳式换热器的主要部件之一，特别是在大直径和高压力的场合下，管板的材料供应、加工工艺、生产周期往往成为整台设备生产的决定因素。
正确地分析管板受力状态，合理地确定管板的厚度，对保证换热器的安全运转，节约材料，降低成本，无疑地起着相当重要的作用。
管板是用来排布换热管并起着分隔管程、壳程空间的作用，避免冷、热流体混合。
最常见的是平管板，当流体无腐蚀或有轻微腐蚀时，一般由低碳钢或普通低碳钢钢板制成，也可采用锻件加工。
当流体有腐蚀性时，应该采用耐腐蚀材料。
但为了节约成本，工程上都采用复合不锈钢板，目前采用的薄管板可以解决高温高压时管板的安全性问题。
通过对管板在只受温度载荷、受温度载荷和壳程压力、正常工况下的三种情况的管板的应力分布，知道在只受温度载荷和壳程压力时管板整体的应力最大，而正常工况下的应力最小。
说明温度载荷对换热器的应力起到关键作用，且管程压力对换热器整体的应力强度起削弱作用，而壳程压力对换热器整体的应力强度起加强作用。